riscaldamento da motore entro bordo

[Nick]

(03-01-2021 18:29)Sikander Ha scritto:  ... ma hai notato se c'é un calo della temperatura dell'acqua boiler quando tieni acceso -anche- il riscaldatore ?
Grazie.

GT potrà rispondere direttamente alla domanda, ritengo confermando quanto avevo già scritto in un post precedente ma mi viene il dubbio sia utile ricordarci come di massima funziona il riscaldamento dell'acqua sanitaria.

Nella maggior parte dei casi ci affidiamo ad un boiler ben coibentato, nelle nostre imbarcazioni da diporto con capienze tra i 10 e i 30 litri. Viene tenuto costantemente pieno poichè riceve una mandata dall'acqua fredda di bordo proveniente dall'autoclave e alimenta le tubazioni dell'acqua calda: se i rubinetti sono chiusi non c'è circolazione. Se si apre un rubinetto dell'acqua calda questa esce perchè è messa in pressione sempre dall'autoclave, ma attraverso il boiler, quindi se usiamo 2 litri d'acqua bollente nel boiler vengono immessi due litri di acqua fredda, e la temperatura media si abbassa proporzionalmente. Fin qui come nel boiler di casa.
La maggior parte dei boilere nautici per riscaldare l'acqua in essi custodita usano sia una resistenza elettrica a 220v, che una tubazione/serpentina che internamente scambia calore con l'acqua trattenuta.
La resistenza elettrica ha di solito potenze intorno a 1KW, nel mio Quick, ad esempio, 1,2KW a 220v alimentati dall'impianto di bordo quando allacciato in banchina. Più raramente si predispone anche l'alimentazione con generatore di bordo o anche con inverter.
La resistenza è controllata da un termostato immerso nell'acqua riscaldata internamente: nel mio Quick il valore di fabbrica è 60°C e stacca la resistenza quando vengono superati. Il valore è regolabile (nel mio da 40 a 80). Chiaramente valori più alti consentono soprattutto di accumulare più calore, ovvero permettono di utilizzare più acqua calda ai rubinetti perchè andrà miscelata in proporzioni minori con l'acqua fredda.
Valori così alti potrebbero causare ustioni arrivando improvvisamente ai rubinetti, e avrebbero una forte dispersione (maggiore differenza termica con i tubi, a parità di coibentazione...) per cui i boiler di maggiore qualità hanno all'uscita un miscelatore con l'acqua che arriva dall'autoclave: nel mio ad esempio il miscelatore è tarato a circa 40°C e questo significa che c'è meno dispersione termica nei tubi dal boiler ai rubinetti e anche che non c'è alcuna differenza termica percepibile ai rubinetti fino a quando la temperatura dell'acqua nel boiler non è scesa almeno a 40°C a causa dell'immissione dell'acqua fredda in sostituzione di quella che esce: da li in poi ovviamente scende progressivamente.
Tornando al riscaldamento tramite liquido motore, come gà scritto innanzi, il tuo termostato motore rimane chiuso fino a 75°C e poi comincia ad aprire per essere tutto aperto a 100°C.. permettendo di espellere il calore in eccesso nello scambiatore con l'acqua di mare.
Normalmente l'acqua del circuito si attesta intorno ai 90°C, e se connesso con lo scambiatore nel boiler continuerà a cedere calore fino a quando avremo equilibrio termico o quasi. Se il motore è riuscito a riscaldarsi fino a 75°C, e in ogni caso se il circuito per il boiler/riscaldatore ottiene acqua a valle del termostato motore, è molto difficile poter velutare una eventuale abbassamento dell'acqua calda del bolier aprendo il fancoil di riscaldamento in navigazione a motore perchè:
- il termostato del motore dovrebbe modulare(meno flusso nello scambiatore) mantenendo il fluido a valori simili
- se l'acqua nel boiler ha già raggiunto la stessa temperatura l'eventuale abbassamento sarà un processo molto lento.. a meno che ci facciamo la doccia contemporaneamente e allora diventa comunque difficilissimo valutare e fare confronti.
- se c'è il miscelatore sarebbe necessario avere una sonda separata nel boiler
- in ogni caso, nell'esempio fatto, quando spegnamo motore dopo una lunga percorrenza il boiler dovrebbe essere comunque ad una temperatura superiore a quella prevista per il riscaldamento elettrico.

Torno a ricordare che, una volta raggiunto il citato equilibrio termico (diciamo 85°C nel Boiler mentre l'impianto è circa a 90°C) la quantità di calore assorbita dal boiler è trascurabile...( se non stiamo usando acqua calda) perchè limitata alla perdita della coibentazione. Quindi ha poco senso chiudere la circolazione al boiler per aprire quella al riscaldatore
ANZI se il riscaldatore fosse esageratamente grosso e in grado di dissipare più calore di quello reso disponibile dal motore il boiler (se già caldo!) potrebbe comportarsi come accumulatore e restituire calore al circuito.

Rimane la legittima preoccupazione di non far lavorare il motore sotto le previste temperature qualora la mandata al fancoil (... e al boiler) fosse a monte del termostato motore E il fancoil avesse enormi capacità termiche rispetto al motore

Ovviamente servirebbe un'analisi molto complessa ma temo che per poter trarre conclusioni di qualche valenza ( ad esempio... non accendere il fancoil del riscaldatore sopra la velocità bassa della ventola se il motore è sotto i 1500RPM e la temperatura esterna sotto i 5°C...) si dovrà necessariamente andare per via empirica installando un indicatore di temperatura dell'acqua motore e controllando che non si abbassi troppo per non usurare il motore.

La mia impressione è che un riscaldatore in grado di dissipare qualche KW sia comunque in grado di lavorare su un 20 CV almeno a velocità di crociera ( come detto... se il boiler è freddo... per aiutare il motore magari prima lo porti in temperatura e solo dopo accendi le ventole del riscaldatore...)
Provo a fare due conti della serva e mi perdonino i tecnici:

Il Volvo D1 20cv dalle tabelle a 2400rpm consuma circa 2 lt/hr e produce 5,6KW su elica ottimizzata (in grado cioè di dare tutta la potenza al massimo dei giri). Su un 9mt dovrebbe fare crociera tra 5-6Kts a seconda del mare

Il contenuto energetico/lt di gasolio è circa 10KW... quindi salvo un po di perdita per incombusti bruciamo circa 20Kw... e ne otteniamo 5,6KW di propulsione... (siamo al 28%... in linea con quello che si racconta in letteratura sui diesel marini)
Il resto in gran parte se ne va in calore.. nei gas di scarico di sicuro ma anche in irradiazione dal motore e dispersioni varie... ma parte rilevante deve essere dissipata nel circuito di raffreddamento.
La Volvo è generosa di dati e ci dice che, a quel regime, la quantità di energia da dissipare nello scambiatore è pari al 124% della potenza prodotta... ovvero circa 7KW... anche se ne perdiamo un po lungo le tubazioni ci viene un riscaldatore di tutto rispetto (quelli Volvo al link sono da 5 e da 10 KW... entrambi idonei anche ai motori più piccoli secondo Volvo)
Ho indicato 2400RpM perchè corrisponde al minor consumo specifico... forse una crociera allegra: sicuramente si ha meno calore a regimi più ridotti, nonostante aumenti la percentuale di calore restituita allo scambiatore (diminuisce l'efficienza) ... ad esempio a 2000RPM avremmo 3,2KW e 129% allo scambiatore.. sono sempre 4,1 KW.

Come dicevo sopra, per essere sicuri di tenere il motore in salute potrebbe essere il caso di installare una sonda e tenere bassa la velocità del fan se il motore è a bassi regimi e non matiene le temperature di progetto... in ogni caso il boiler, se già riscaldato, non farà significativa differenza