Molti moduli di richiesta riportano solo « portare a 80°C » — senza massa del fluido, senza tempo di riscaldamento, senza temperatura iniziale e senza indicazioni sull'isolamento del serbatoio. Senza questi parametri, qualsiasi potenza indicata in un preventivo è un'ipotesi.

Passo 1: calcolare il calore utile

Il calore necessario per portare il fluido dalla temperatura iniziale a quella di consegna è il prodotto di massa, calore specifico e salto termico. L'acqua a temperatura ambiente ha un calore specifico di circa 4,2 kJ/(kg·°C), l'olio diatermico circa 2,0 e l'acciaio solo circa 0,5.

Esempio: un serbatoio con 2 tonnellate d'acqua, riscaldato da 15°C a 85°C, richiede 2000 × 4,2 × 70 = 588.000 kJ di calore utile.

Passo 2: definire il tempo di riscaldamento

Lo stesso calore distribuito su 2 ore o su 6 ore dà una potenza tre volte diversa. Si dividono i kJ per i secondi per ottenere i kW:

588.000 kJ ÷ 7200 s ≈ 81.7 kW

Questo è il valore teorico. La selezione reale deve tener conto anche delle dispersioni del serbatoio, del calore assorbito da tubazioni e supporti e dell'evaporazione superficiale. Per un serbatoio d'acciaio con tubazioni si aggiunge il 10%–15% del peso dell'acqua; un serbatoio non coibentato perde circa 1,5–2 kW per metro quadrato di superficie.

Passo 3: aggiungere margine, ma non alla cieca

La pratica abituale è aggiungere il 15%–20% al valore teorico. Nell'esempio, 81.7 kW più il 20% danno circa 98 kW, quindi 100 kW è una scelta sensata.

Più margine non è meglio. Una potenza sovradimensionata alza il carico superficiale degli elementi e i fluidi oleosi tendono a formare coke; anche il controllo ripiega su commutazioni frequenti, che in realtà aumentano l'oscillazione. Se si temono l'inverno o un'ampliazione futura, conviene ripartire in gruppi — per esempio quattro gruppi da 25 kW inseriti all'occorrenza — piuttosto che dimensionare subito a 150 kW.

La potenza di mantenimento si calcola a parte

Una volta a temperatura, la potenza necessaria per mantenerla è molto inferiore a quella di riscaldamento: in genere solo il 15%–25%. Se l'impianto funziona per lo più in mantenimento, è qui che sta il costo elettrico principale nel lungo periodo.

Un serbatoio d'olio da 5 m³ senza isolamento, con superficie a 70°C e ambiente a 20°C, perde circa 4–6 kW per convezione naturale e irraggiamento. Con 50 mm di lana di roccia la perdita scende sotto 1 kW. L'isolamento si ripaga di solito entro un anno con il risparmio elettrico.

I sistemi a flusso continuo si calcolano diversamente

Per un fluido in flusso continuo non si calcola il calore totale ma la differenza di entalpia:

P(kW) = portata (kg/s) × calore specifico (kJ/kg·°C) × ΔT (°C)

Per 5 m³/h d'acqua riscaldata da 20°C a 60°C, la portata è circa 1,39 kg/s, quindi la potenza vale 1,39 × 4,2 × 40 ≈ 233 kW. Questi servizi hanno un'alta densità di potenza: va verificata la temperatura superficiale dell'elemento per evitare ebollizione localizzata alla parete del tubo.

Cosa fornire al costruttore

  • Nome e concentrazione del fluido, presenza di particelle o tendenza a incrostarsi
  • Massa totale del fluido o portata
  • Temperatura iniziale e temperatura di consegna
  • Tempo di riscaldamento richiesto
  • Dimensioni e materiale del serbatoio, e presenza o meno di isolamento
  • Alimentazione: tensione, fasi, potenza disponibile
  • Ambiente: interno/esterno, gas corrosivi, area pericolosa o meno

Annotate questi punti con chiarezza e la selezione di solito azzecca al primo colpo.