Speciale 49
I nuovi sviluppi della componentistica del caldo/freddo
Alcuni contenuti di questo speciale:
Articolo
di Ing. Nicola Bettio resp. UTP Enerblue.
L’efficienza è la somma di tutte le componenti idroniche
Quando si approccia ad un impianto idronico molto spesso ci si sofferma solamente su due cose: la fonte di calore o di freddo, e il terminale finale. In altre parole le scelte che impegnano il progettista o l’installatore sono due: quale tecnologia utilizzare (caldaia a condensazione, pompa di calore, geotermia, assorbimento, solare termico, etc.) e quale tipologia di terminale installare (radiante a pavimento, a soffitto, a parete, fan coil, termosifoni, termosifoni a bassa temperatura, etc.).
Questi due aspetti sono ovviamente molto importanti, in quando indirizzano pesantemente le scelte tecniche e di budget, ma non sono le uniche scelte importanti da compiere. Ritenere che il progetto sia concluso dopo queste due scelte è, infatti, non solo errato, ma può generare una serie di problematiche funzionali o inefficienze del sistema.
La fonte energetica è il tassello iniziale dell’impianto, dove tutto comincia. I terminali, sono la parte finale, quella a più stretto contatto con chi fruirà del caldo /freddo, ma in mezzo ci sono tutta una serie di altri componenti, la cui importanza molto spesso è trascurata, come, ad esempio:
Il diametro ne influenza le perdite di carico e quindi la taglia della pompa o circolatore. L’applicazione ne influenza la tipologia, se deve essere installato sottopavimento o a parete, la tipologia è differente.
Sempre più spesso nei condomini si utilizzano impianti centralizzati. I consumi dovranno quindi essere correttamente ripartiti e contabilizzati. I nuovi contabilizzatori permettono di archiviare giornalmente in automatico i consumi di riscaldamento/condizionamento e acqua sanitaria su server. I dati rimangono quindi a disposizione dell’utente che, disponendo di una semplice connessione a internet, può accedere all'area riservata in qualunque momento, visualizzare e/o ripartire i consumi e le spese di riscaldamento, produrre report collettivi e individuali esportabili in diversi formati: .pdf, .xls, .csv, .xml. Grazie all'archiviazione giornaliera automatica è inoltre possibile monitorare costantemente l'impianto e operare per una migliore gestione del sistema.
Si posso applicare a qualsiasi calorifero, al posto della classica valvola termostatica. Funzionano senza fili, alimentate da batterie della durata di circa 24 mesi, pari a 2 stagioni invernali. Alcune integrano un cronotermostato settimanale con fasce orarie programmabili ed una sonda interna che misura con precisione la temperatura di ogni ambiente, e di conseguenza regola l’afflusso di acqua calda ad ogni termosifone.
Le valvole di bilanciamento sono dispositivi idraulici che permettono di regolare con precisione la portata del fluido termovettore che va ad alimentare i terminali di un impianto. Il corretto bilanciamento dei circuiti idraulici è indispensabile per garantire il funzionamento dell’impianto alle condizioni di progetto, un elevato comfort termico ed un basso consumo di energia. Nelle valvole di nuova generazione, la misura della portata viene effettuata con un dispositivo Venturi, ricavato all’interno del corpo valvola. Questo dispositivo garantisce precisione di regolazione nonché elevata praticità d’uso durante la taratura. Il non corretto bilanciamento dei circuito porta inevitabilmente a degli scompensi idraulici che si tramutano in zone con temperature differenti o che non riescono a raggiungere la temperatura desiderata. Questi inconvenienti, oltre a creare disconfort riducono il rendimento globale del sistema.
In grado cioè di mantenere una portata costante di fluido al variare delle condizioni di funzionamento del circuito idraulico. Essi vengono utilizzati per bilanciare automaticamente il circuito idraulico, garantendo la portata di progetto ad ogni terminale. Sono dispositivi dotati di un elemento regolatore intercambiabile, costruito in polimero ad alta resistenza, insensibile al calcare e a bassa rumorosità, per un utilizzo specifico nei circuiti degli impianti di climatizzazione e idrosanitari.
Questi ultimi in particolare si sono molto evoluti con sistemi complessi. Quelli magnetici autopulenti, hanno un sistema veramente originale: mediante un percorso obbligato il fluido attraversa le maglie della cartuccia ed entra nella camera di filtrazione. L’improvvisa variazione di sezione rallenta il moto del fluido e di conseguenza, la velocità di trascinamento delle particelle in esso sospese. Le particelle entrano in collisione con le maglie della cartuccia filtrante e rallentano ulteriormente il loro moto. Le particelle più pesanti precipitano quindi verso il basso per effetto della gravità, che prevale sulla forza di trascinamento. La cartuccia in acciaio INOX, grazie alla sua particolare conformazione a spirale e alle sue maglie con un grado di filtrazione molto elevato, non oppone resistenza al passaggio del fluido (basse perdite di carico) e favorisce un moto elicoidale che contribuisce a portare sul fondo le impurità. Il magnete, posto all’interno della camera di filtrazione attrae tutte le impurità con caratteristiche magnetiche: in questo modo tutti i contaminanti magnetici (residui ferrosi) e non magnetici (alghe, fanghi, sabbia) presenti nell’impianto vengono trattenuti. Aprendo manualmente la valvola di scarico posta sul fondo della camera di filtrazione e lasciando scorrere l’acqua per pochi secondi, tutte le impurità vengono così rimosse. Le conseguenze tipiche causate dall’assenza di organi filtranti vanno da una riduzione delle performance del sistema, fino a rotture definitive di alcuni componenti delle caldaie (o delle pompe di calore). Viceversa la pulizia del circuito garantisce coefficienti di scambio elevati e affidabilità dei singoli componenti.
Normalmente questi e molti altri componenti sono trascurati e non sono oggetto di uno studio o di scelte mirate.
Da una non accurata selezione e progettazione dei componenti possono derivare inefficienze globali dell’impianto come:
• Sbilanciamento dei circuiti. Il corretto bilanciamento dei circuiti idraulici è indispensabile per garantire il funzionamento dell’impianto nelle condizioni di progetto, un elevato comfort termico ed un basso consumo di energia.
Se un circuito è correttamente bilanciato si ottengono principalmente i seguenti benefici:
• Perdite di carico elevate. Evitabili con il calcolo delle tubazioni e dei principali componenti idronici e con l’inserimento di elementi filtranti opportuni;
• Potenza di pompaggio eccessiva;
• Mancanza dei risparmi economici previsti.
E’ importante quindi non soffermarsi solamente sui componenti principali, ma porre la massima attenzione anche ai “dettagli” minori per creare un sistema che non presenti punti deboli che possano inficiare tutto il rimanente lavoro.
Questi due aspetti sono ovviamente molto importanti, in quando indirizzano pesantemente le scelte tecniche e di budget, ma non sono le uniche scelte importanti da compiere. Ritenere che il progetto sia concluso dopo queste due scelte è, infatti, non solo errato, ma può generare una serie di problematiche funzionali o inefficienze del sistema.
La fonte energetica è il tassello iniziale dell’impianto, dove tutto comincia. I terminali, sono la parte finale, quella a più stretto contatto con chi fruirà del caldo /freddo, ma in mezzo ci sono tutta una serie di altri componenti, la cui importanza molto spesso è trascurata, come, ad esempio:
Tipologia di tubazione per la distribuzione dell’acqua
Il diametro ne influenza le perdite di carico e quindi la taglia della pompa o circolatore. L’applicazione ne influenza la tipologia, se deve essere installato sottopavimento o a parete, la tipologia è differente.
Contabilizzatore di calorie per monitorare i consumi
Sempre più spesso nei condomini si utilizzano impianti centralizzati. I consumi dovranno quindi essere correttamente ripartiti e contabilizzati. I nuovi contabilizzatori permettono di archiviare giornalmente in automatico i consumi di riscaldamento/condizionamento e acqua sanitaria su server. I dati rimangono quindi a disposizione dell’utente che, disponendo di una semplice connessione a internet, può accedere all'area riservata in qualunque momento, visualizzare e/o ripartire i consumi e le spese di riscaldamento, produrre report collettivi e individuali esportabili in diversi formati: .pdf, .xls, .csv, .xml. Grazie all'archiviazione giornaliera automatica è inoltre possibile monitorare costantemente l'impianto e operare per una migliore gestione del sistema.
Valvole termostatiche per regolare efficacemente il clima
Si posso applicare a qualsiasi calorifero, al posto della classica valvola termostatica. Funzionano senza fili, alimentate da batterie della durata di circa 24 mesi, pari a 2 stagioni invernali. Alcune integrano un cronotermostato settimanale con fasce orarie programmabili ed una sonda interna che misura con precisione la temperatura di ogni ambiente, e di conseguenza regola l’afflusso di acqua calda ad ogni termosifone.
Valvole di bilanciamento dei circuiti per uniformare la temperatura
Le valvole di bilanciamento sono dispositivi idraulici che permettono di regolare con precisione la portata del fluido termovettore che va ad alimentare i terminali di un impianto. Il corretto bilanciamento dei circuiti idraulici è indispensabile per garantire il funzionamento dell’impianto alle condizioni di progetto, un elevato comfort termico ed un basso consumo di energia. Nelle valvole di nuova generazione, la misura della portata viene effettuata con un dispositivo Venturi, ricavato all’interno del corpo valvola. Questo dispositivo garantisce precisione di regolazione nonché elevata praticità d’uso durante la taratura. Il non corretto bilanciamento dei circuito porta inevitabilmente a degli scompensi idraulici che si tramutano in zone con temperature differenti o che non riescono a raggiungere la temperatura desiderata. Questi inconvenienti, oltre a creare disconfort riducono il rendimento globale del sistema.
Valvole stabilizzatrici sono stabilizzatori automatici di portata
In grado cioè di mantenere una portata costante di fluido al variare delle condizioni di funzionamento del circuito idraulico. Essi vengono utilizzati per bilanciare automaticamente il circuito idraulico, garantendo la portata di progetto ad ogni terminale. Sono dispositivi dotati di un elemento regolatore intercambiabile, costruito in polimero ad alta resistenza, insensibile al calcare e a bassa rumorosità, per un utilizzo specifico nei circuiti degli impianti di climatizzazione e idrosanitari.
Componenti per la pulizia: filtri o defangatori
Questi ultimi in particolare si sono molto evoluti con sistemi complessi. Quelli magnetici autopulenti, hanno un sistema veramente originale: mediante un percorso obbligato il fluido attraversa le maglie della cartuccia ed entra nella camera di filtrazione. L’improvvisa variazione di sezione rallenta il moto del fluido e di conseguenza, la velocità di trascinamento delle particelle in esso sospese. Le particelle entrano in collisione con le maglie della cartuccia filtrante e rallentano ulteriormente il loro moto. Le particelle più pesanti precipitano quindi verso il basso per effetto della gravità, che prevale sulla forza di trascinamento. La cartuccia in acciaio INOX, grazie alla sua particolare conformazione a spirale e alle sue maglie con un grado di filtrazione molto elevato, non oppone resistenza al passaggio del fluido (basse perdite di carico) e favorisce un moto elicoidale che contribuisce a portare sul fondo le impurità. Il magnete, posto all’interno della camera di filtrazione attrae tutte le impurità con caratteristiche magnetiche: in questo modo tutti i contaminanti magnetici (residui ferrosi) e non magnetici (alghe, fanghi, sabbia) presenti nell’impianto vengono trattenuti. Aprendo manualmente la valvola di scarico posta sul fondo della camera di filtrazione e lasciando scorrere l’acqua per pochi secondi, tutte le impurità vengono così rimosse. Le conseguenze tipiche causate dall’assenza di organi filtranti vanno da una riduzione delle performance del sistema, fino a rotture definitive di alcuni componenti delle caldaie (o delle pompe di calore). Viceversa la pulizia del circuito garantisce coefficienti di scambio elevati e affidabilità dei singoli componenti.
Normalmente questi e molti altri componenti sono trascurati e non sono oggetto di uno studio o di scelte mirate.
Evitare le inefficienze
Da una non accurata selezione e progettazione dei componenti possono derivare inefficienze globali dell’impianto come:
• Sbilanciamento dei circuiti. Il corretto bilanciamento dei circuiti idraulici è indispensabile per garantire il funzionamento dell’impianto nelle condizioni di progetto, un elevato comfort termico ed un basso consumo di energia.
Se un circuito è correttamente bilanciato si ottengono principalmente i seguenti benefici:
- I terminali dell’impianto funzionano correttamente riscaldando, raffreddando e deumidificando senza l’impiego di energia non necessaria e garantendo un maggior comfort.
- Le pompe o circolatori lavorano nella zona a più alto rendimento con minore rischio di surriscaldamento ed usura;
- Si evitano velocità del fluido troppo elevate, possibile causa di rumori e vibrazioni;
- Si limita il valore delle pressioni differenziali che agiscono sulle valvole di regolazione per impedire irregolarità di funzionamento;
- Le pompe o circolatori lavorano nella zona a più alto rendimento con minore rischio di surriscaldamento ed usura;
- Si evitano velocità del fluido troppo elevate, possibile causa di rumori e vibrazioni;
- Si limita il valore delle pressioni differenziali che agiscono sulle valvole di regolazione per impedire irregolarità di funzionamento;
• Perdite di carico elevate. Evitabili con il calcolo delle tubazioni e dei principali componenti idronici e con l’inserimento di elementi filtranti opportuni;
• Potenza di pompaggio eccessiva;
• Mancanza dei risparmi economici previsti.
E’ importante quindi non soffermarsi solamente sui componenti principali, ma porre la massima attenzione anche ai “dettagli” minori per creare un sistema che non presenti punti deboli che possano inficiare tutto il rimanente lavoro.
