IL SISTEMA DI DISTRIBUZIONE

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1 IL SISTEMA DI DISTRIBUZIONE

2 L EMISSIVITA DI UN CALORIFERO Il calorifero tradizionale generalmente è progettato per funzionare con un salto termico di circa 5-10 C. Emissività del calorifero K (T M T A ) 1,3 = 10 (62,5 20) 1,3 = 1300 W Portata 1300 W x 0,86 / 5 = 223 litri 2

3 L EMISSIVITA DI UN CALORIFERO Utilizzo delle valvole termostatiche Con l utilizzo delle valvole termostatiche viene ridotta la portata abbassando la temperatura di ritorno. Emissività del calorifero K (T M T A ) 1,3 = 10 (55 20) 1,3 = 1000 W Portata 1000 x 0,86 / 20 = 43 l/h 3

4 L EMISSIVITA DI UN CALORIFERO Per mantenere la stessa temperatura media di funzionamento è necessario innalzare la temperatura di mandata. Emissività del calorifero K (T M T A ) 1,3 = 10 (62,5 20) 1,3 = 1300 W Portata 1300 x 0,86 / 20 = 56 litri 4

5 IMPIANTI A ZONE 5

6 IMPIANTI ESISTENTI A ZONE Valvole a 3 vie Portata costante 6

7 IMPIANTI ESISTENTI A ZONE Valvole a 2 vie Portata variabile 7

8 IMPIANTI ESISTENTI A ZONE 8

9 IMPIANTO A RADIATORI Singolo radiatore ESEMPIO 1 singolo radiatore ΔH = 1400 mm c.a. ΔH disponibile L = 20 m lunghezza tubi Ø i = 10 mm diametro interno tubo multistrato Q = 1000 kcal/h calore richiesto ΔT = 10 C ΔT di progetto 9

10 IMPIANTO A RADIATORI Singolo radiatore ESEMPIO 1 singolo radiatore Portata di progetto G = Q / ΔT = / 10 = 100 l/h Perdite di carico distribuite ΔPD ΔPD = 400 mm c.a. Perdite di carico localizzate ΔPL ΔP L = 67 mm c.a. Perdite di carico valvola e comando termostatico ΔP VAL ΔP VAL = 0,01(G/Kv) 2 =0,01(100/0,57) = 307 mm c.a. 10

11 IMPIANTO A RADIATORI Singolo radiatore Perdita di carico detentore ΔP DET Kv 0,01 = 399 l/h ΔP DET = 102 (100 / 399) 2 = 6 mm c.a. CASO A ESEMPIO 1 singolo radiatore Valvola termostatica + detentore tutto aperto Perdita di carico effettiva ΔH = ΔP D + ΔP L + ΔP VAL + ΔP DET = = 780 mm c.a. Portata effettiva F= (1400/780) 0,525 = 1,36 G = F G NOM = 1, = 136 l/h Salto termico effettivo ΔT = 1000 / 136 = 7,3 C 11

12 IMPIANTO A RADIATORI Singolo radiatore Perdita di carico detentore: ΔP DET ΔP DET = ΔH - ΔP D - ΔP L ΔP D = = 626 mm c.a. Posizione di taratura detentore Posizione teorica: tra 1/2 giro e 1/4 giro (punto A) Posizione effettiva: 1/2 giro (punto B) ΔP DET effettivo: 330 mm c.a. Perdita di carico effettiva: ΔH effettivo = 1104 mm c.a. Portata effettiva F= (1400/1104) 0,525 = 1,13 G = F G NOM = 1, = 113 l/h CASO B ESEMPIO 1 singolo radiatore Valvola termostatica + detentore tarato Salto termico effettivo ΔT = 1000 / 113 = 8,9 C 12

13 IMPIANTO A RADIATORI Valvole con preregolazione La regolazione della portata è generalmente ottenuta limitando la corsa di apertura dell otturatore oppure facendo passare il fluido attraverso un dispositivo con sezioni di passaggio variabili: ad esempio un cilindro cavo. 13

14 IMPIANTO A RADIATORI Singolo radiatore Perdita di carico detentore ΔP DET ΔP DET = 6 mm c.a. CASO C ESEMPIO 1 singolo radiatore Valvola preregolabile + detentore tutto aperto Perdita di carico valvola ΔP VAL ΔP VAL = ΔH - ΔP C - ΔP L ΔP DET = 927 mm c.a. POSIZIONE 4 Perdita di carico effettiva valvola Δ P VAL G = 100 l/h ΔP VAL (4) =0,01(G/Kv) 2 = 770 mm c.a. 4 Perdita di carico effettiva circuito ΔH ΔH = ΔP D + ΔP L + ΔP VAL + ΔP DET = 1243 mm c.a. Portata effettiva F= (1400/1243) 0,525 = 1,06 G = F G NOM = 1, = 106 l/h Salto termico effettivo ΔT = 1000 / 106 = 9,4 C 14

15 IMPIANTO A RADIATORI Singolo radiatore ESEMPIO 1 singolo radiatore CONFRONTI Conclusioni L utilizzo di una valvola termostatica con preregolazione permette di bilanciare il circuito radiatore in maniera più precisa e immediata rispetto all utilizzo di un detentore tarato. Tipo di configurazione PORTATA G [l/h] ΔT EFF [ C] NOMINALE CASO A Termostatica + detentore aperto CASO B Termostatica + detentore tarato CASO C Preregolata + detentore aperto 136 7, , ,4 15

16 IMPIANTI ESISTENTI A ZONE 16

17 IMPIANTO A RADIATORI Impianto a collettore ESEMPIO 2 impianto completo Cucina Camera Bagno Camera Soggiorno Bagno Camera ΔH = 1400 mm c.a. Prevalenza disponibile al collettore Di = 10 mm Diametro interno tubo multistrato ΔT = 10 C Salto termico di progetto 17

18 IMPIANTO A RADIATORI Impianto a collettore ESEMPIO 2 impianto completo Dati di progetto Perdite calcolate P [kcal/ ΔT GNOM [l/ ΔP RADIATORE L L ΔP D h] [ C] h] [mm c.a.] [mm c.a.] ,5 + 9, ,5 + 9, TOT 5520 kcal/h 552 l/h 18

19 IMPIANTO A RADIATORI Impianto a collettore CASO A ESEMPIO 2 impianto completo Valvola termostatica + detentore tutto aperto RADIATORE Misura detentore G NOM [l/h] G EFF [l/h] % ΔT EFF [ C] 1 3/ % 7 2 1/ % 9,7 3 3/ % 2,8 4 3/ % 5,8 5 3/ % 5,8 6 3/ % 3,2 7 3/ % 4,1 TOT % 5,5 19

20 IMPIANTO A RADIATORI Impianto a collettore CASO A ESEMPIO 2 impianto completo Valvola termostatica + detentore tutto aperto Fabbisogno termico totale: kcal/h Portata totale: 1006 l/h Saltro termico: 5,5 C 20

21 IMPIANTO A RADIATORI Impianto a collettore CASO B ESEMPIO 2 impianto completo Valvola termostatica + detentore tarato RADIATORE Misura detentore Regolazione detentore G NOM [l/h] G EFF [l/h] % ΔT EFF [ C] 1 3/8 1/2 giro % 8,7 2 1/2 2 giri % 9,9 3 3/8 1/4 giro % 5,9 4 3/8 1/2 giro % 7,4 5 3/8 1/2 giro % 7,4 6 3/8 1/4 giro % 6,1 7 3/8 1/4 giro % 7,9 TOT % 7,9 21

22 IMPIANTO A RADIATORI Impianto a collettore CASO B ESEMPIO 2 impianto completo Valvola termostatica + detentore tarato Fabbisogno termico totale: kcal/h Portata totale: 698 l/h Salto termico: 7,9 C 22

23 IMPIANTO A RADIATORI Impianto a collettore CASO C ESEMPIO 2 impianto completo Valvola preregolabile + detentore tutto aperto RADIATORE Posizione regolazione G NOM [l/h] G EFF [l/h] % ΔT EFF [ C] % 8, % 9, % 8, % 11, % 10, % 8, % 11,3 TOT % 9,8 23

24 IMPIANTO A RADIATORI Impianto a collettore CASO C ESEMPIO 2 impianto completo Valvola preregolabile + detentore tutto aperto Fabbisogno termico totale: kcal/h Portata totale: 561 l/h Salto termico: 9,8 C 24

25 IMPIANTO A RADIATORI Impianto a collettore Conclusioni L utilizzo di una valvola termostatica con preregolazione permette ottenere portate e salti termici molto più vicini ai valori di progetto rispetto a quanto sarebbe possibile con l utilizzo dei detentori. ESEMPIO 2 impianto completo CONFRONTI DATI DI PROGETTO G NOM [l/h] 552 ΔT [ C] 10 CASO A valvola termostatica detentore non tarato CASO B valvola termostatica detentore tarato CASO C valvola preregolabile detentore non tarato G EFF [l/h] % ΔT EFF [ C] % 5, % 7, % 9,8 25

26 IMPIANTI ESISTENTI A ZONE 26

27 IMPIANTO A RADIATORI: DISTRIBUZIONE A ZONE Schema distribuzione 27

28 IMPIANTO A RADIATORI: DISTRIBUZIONE A ZONE Perdite di carico collettore 28

29 IMPIANTO A RADIATORI: DISTRIBUZIONE A ZONE Schema edificio Dati di progetto di ciascuna zona: G NOM = 560 l/h ΔH COLL = mm c.a. G NOM = 560 x 14 = 7840 l/h 29

30 IMPIANTO A RADIATORI: DISTRIBUZIONE A ZONE Calcolo Portata G NOM = 560 l/h UTENZA 7A (e 7B) misura tubazione 3/4 Perdite di carico DISTRIBUITE H R7A 104 mm c.a. + LOCALIZZATE Z R7A 52 mm c.a. + COLLETTORE Δh coll 1435 mm c.a. + TOTALI ΔP mm c.a. 30

31 IMPIANTO A RADIATORI: DISTRIBUZIONE A ZONE Calcolo Portata G nom = 560 x 2 = 1120 l/h TRATTO DI COLONNA 7-6 misura tubazione 1 Perdite di carico DISTRIBUITE H R mm c.a. + LOCALIZZATE Z R7A 42 mm c.a. + TOTALI ΔP mm c.a. 31

32 IMPIANTO A RADIATORI: DISTRIBUZIONE A ZONE Calcolo UTENZA 6A E 6B Prevalenza al nodo 6 H 6 eff = ΔP 7 + ΔP 7-6 = = 1723 mm c.a. Portata al nodo 6A G 6A eff = G 6A (H 6 eff / H 6 ) 0,525 = = 560 (1723 / 1591) 0,525 = 584 l/h 32

33 CARICO TOTALE + 0% 560 l/h 560 l/h + 0% + 4% 584 l/h 584 l/h + 4% + 9% 609 l/h 609 l/h + 9% + 13% 632 l/h 632 l/h + 13% + 21% 678 l/h 678 l/h + 21% + 25% 699 l/h 699 l/h + 25% + 30% 729 l/h 729 l/h + 30% G NOM = 560 x 14 = 7840 l/h G TOT = 8982 l/h + 14% ΔH TOT = 2839 mm c.a. 33

34 CARICO VARIABILE + 18% 660 l/h 660 l/h + 18% + 21% 680 l/h 680 l/h + 21% + 25% 700 l/h 700 l/h + 25% 0 l/h 0 l/h 0 l/h 0 l/h 0 l/h 0 l/h + 32% 740 l/h 740 l/h + 32% G NOM = 560 x 8 = 4480 l/h G TOT = 5560 l/h + 24% ΔH TOT = 2839 mm c.a. 34

35 TIPOLOGIE DI BILANCIAMENTO Orifizio fisso Orifizio fisso con flussometro Orifizio variabile Valvole radiatore preregolabili Stabilizzatore automatico di portata Indipendente dalla pressione Regolatore di pressione differenziale Valvola di bypass differenziale 35

36 REGOLATORE DI PRESSIONE DIFFERENZIALE 36

37 REGOLATORE DI PRESSIONE DIFFERENZIALE 37

38 IMPIANTO A RADIATORI: DISTRIBUZIONE A ZONE Bilanciamento con Regolatore di pressione differenziale 38

39 IMPIANTO A RADIATORI: DISTRIBUZIONE A ZONE Regolatore ΔP - Dimensionamento 39

40 IMPIANTO A RADIATORI: DISTRIBUZIONE A ZONE Regolatore ΔP - Dimensionamento G C = 560 l/h = 0,56 m 3 /h ΔP C = 1435 mm c.a mm c.a. = 15 kpa ΔP SET = 15 kpa G C EFF = 560(1500/1435) 0,525 = 573 l/h (+2%) 40

41 IMPIANTO A RADIATORI: DISTRIBUZIONE A ZONE Regolatore ΔP perdita di carico ΔP = 350 mm c.a. ΔP = 3,5 kpa G7 = 573 l/h 560 l/h 41

42 IMPIANTO A RADIATORI: DISTRIBUZIONE A ZONE Valvola partner 42

43 REGOLATORE E VALVOLA PARTNER FUNZIONAMENTO CARICO TOTALE 43

44 REGOLATORE E VALVOLA PARTNER FUNZIONAMENTO CARICO PARZIALE 44

45 IMPIANTI A COLONNE MONTANTI

46 BILANCIAMENTO DI VECCHI IMPIANTI A COLONNE 46

47 BILANCIAMENTO DI VECCHI IMPIANTI A COLONNE Colonna I rad. 900 kcal/h G=90 l/h Colonna II rad kcal/h G=110 l/h Colonna III rad. 600 kcal/h G=60 l/h Colonna IV rad. 350 e 750 kcal/h G=35 e 75 l/h Colonna V rad kcal/h G=130 l/h Colonna VI rad kcal/h G=160 l/h 47

48 BILANCIAMENTO DI VECCHI IMPIANTI A COLONNE DATI DISPONIBILI (1) Potenza termica radiatori (2) Diametro e lunghezza tubi di collegamento (3) Diametri e lunghezza tratti di colonna montante (4) Diametri base della colonna montante e dei tratti di collegamento 48

49 BILANCIAMENTO DI VECCHI IMPIANTI A COLONNE Valvola manuale + detentore Esempio: Colonna VI - radiatore 6 Portata di progetto: G NOM = 160 l/h Perdite distribuite lineari: ΔP D = 21,2 mm c.a. Perdite localizzate circuito: ΔP L + ΔP VAL + ΔP DET = 29,2 mm c.a. TOTALE: ΔP TOT = 50 mm c.a. 49

50 BILANCIAMENTO DI VECCHI IMPIANTI A COLONNE ΔT G Colonna VI rad kcal/h G NOM = 160 l/h 50 mm c.a. 86 mm c.a. 10,0 C 7,5 C 160 l/h 213 l/h 0% + 33% 137 mm c.a. 5,9 C 272 l/h + 70% 263 mm c.a. 7,5 C 213 l/h + 33% 346 mm c.a. 6,5 C 246 l/h + 53% 460 mm c.a. 5,6 C 285 l/h + 78% 50

51 BILANCIAMENTO DI VECCHI IMPIANTI A COLONNE 90 l/ h 110 l/h 60 l/ h 35 l/ h 75 l/ h 130 l/h 160 l/h Portate di progetto 51

52 BILANCIAMENTO DI VECCHI IMPIANTI A COLONNE Prevalenze crescenti lungo le colonne 52

53 BILANCIAMENTO DI VECCHI IMPIANTI A COLONNE Risultati Forti differenze tra le portate di progetto e quelle effettive di funzionamento Valori di ΔP crescenti lungo le colonne Per alimentare con le giuste portate i radiatori più lontani si sottopongono quelli in basso a valori di ΔP troppo elevati Un tentativo di bilanciamento veniva effettuato strozzando i circuiti di stacco più in basso (da 1/2 a 3/8 ). 53

54 BILANCIAMENTO DI VECCHI IMPIANTI A COLONNE Installazione valvole e comandi termostatici Esempio: Colonna VI: radiatore 6 G NOM = 160 l/h ΔP D = 21,2 mm c.a. ΔP D = 21,3 mm c.a. ΔP L + ΔP VAL + ΔP DET = 29,2 mm c.a. ΔP L = 18 mm c.a. ΔP DET = 16 mm c.a. ΔP VAL = 804 mm c.a. ΔP TOT = 50 mm c.a. ΔP TOT = 859 mm c.a. ΔH = 900 mm c.a. (imposta) Prevalenza ottimale valvole termostatiche /2200 mm c.a. 54

55 BILANCIAMENTO DI VECCHI IMPIANTI A COLONNE 90 l/ h 110 l/h 60 l/ h 35 l/ h 75 l/ h 130 l/h 160 l/h Portate di progetto 55

56 BILANCIAMENTO DI VECCHI IMPIANTI A COLONNE 56

57 BILANCIAMENTO DI VECCHI IMPIANTI A COLONNE 57

58 BILANCIAMENTO DI VECCHI IMPIANTI A COLONNE Installazione valvole con preregolazione Esempio: Colonna VI: radiatore 6 Preregolazione G NOM = 160 l/h ΔP D = 21,3 mm c.a. ΔP D = 21,3 mm c.a. ΔP L = 18 mm c.a. ΔP L = 18 mm c.a. ΔP DET = 16 mm c.a. ΔP DET = 16 mm c.a. ΔP VAL = 804 mm c.a. ΔP TOT = 859 mm c.a. ΔH = 900 mm c.a. (imposta) ΔH = 900 mm c.a. (imposta) ΔP VAL = ΔH - ΔP D - ΔP L ΔP DET Taratura: Posizione 5 58

59 BILANCIAMENTO DI VECCHI IMPIANTI A COLONNE 90 l/ h 110 l/h 60 l/ h 35 l/ h 75 l/ h 130 l/h 160 l/h Posizione di taratura 59

60 BILANCIAMENTO DI VECCHI IMPIANTI A COLONNE 60

61 BILANCIAMENTO DI VECCHI IMPIANTI A COLONNE 61

62 BILANCIAMENTO DI VECCHI IMPIANTI A COLONNE 62

63 BILANCIAMENTO DI VECCHI IMPIANTI A COLONNE Carico parziale? Colonna I Colonna II Colonna III Colonna IV Colonna V Colonna VI 63

64 BILANCIAMENTO DI VECCHI IMPIANTI A COLONNE 64

65 BILANCIAMENTO DI VECCHI IMPIANTI A COLONNE Installazione regolatori di pressione differenziale Taratura regolatore P: 1500 mm c.a. 65

66 BILANCIAMENTO DI VECCHI IMPIANTI A COLONNE 90 l/ h 110 l/h 60 l/ h 35 l/ h 75 l/ h 130 l/h 160 l/h

67 BILANCIAMENTO DI VECCHI IMPIANTI A COLONNE 67

68 BILANCIAMENTO DI VECCHI IMPIANTI A COLONNE CALCOLO CON SOLI DATI DI RILIEVO 68

69 BILANCIAMENTO DI VECCHI IMPIANTI A COLONNE Dati da rilevare: potenze termiche delle colonne, ottenibili sommando fra loro le potenze termiche dei radiatori serviti; lunghezze e diametri dei tratti di collegamento colonne radiatore i diametri di base delle colonne. 69

70 BILANCIAMENTO DI VECCHI IMPIANTI A COLONNE Metodologia che propone una perdita di carico interpiano basata sulla quantità massima di calore che le colonne possono cedere ai radiatori. 1. Valutazione della potenza termica della colonna 2. Definizione del salto termico 3. Individuazione da tabella del ΔP interpiano 70

71 BILANCIAMENTO DI VECCHI IMPIANTI A COLONNE Tabelle per la determinazione dei ΔP medi di piano 71

72 BILANCIAMENTO DI VECCHI IMPIANTI A COLONNE Colonna VI rad kcal/h G=160 l/h Determinazione ΔP interpiano Qcol = 9600 kcal/h 1 1/4 72

73 BILANCIAMENTO DI VECCHI IMPIANTI A COLONNE Potenze termiche nominali colonne ΔP medio di piano 100 mm c.a. 73

74 BILANCIAMENTO DI VECCHI IMPIANTI A COLONNE ΔP ΔP MIN VALV. + ΔP TUBI + ΔP DET 74

75 BILANCIAMENTO DI VECCHI IMPIANTI A COLONNE 75

76 BILANCIAMENTO DI VECCHI IMPIANTI A COLONNE Taratura delle valvole termostatiche preregolabili 76

77 BILANCIAMENTO DI VECCHI IMPIANTI A COLONNE Colonna VI rad kcal/h G NOM = 160 l/h 900 mm c.a mm c.a mm c.a mm c.a mm c.a mm c.a Taratura regolatore ΔP 1500 mm c.a. 77

78 BILANCIAMENTO DI VECCHI IMPIANTI A COLONNE senza dati 2 3 Colonna IV rad. 350 e 750 kcal/h G NOM = 35 e 75 l/h con dati Minime differenze di stima dei valori di preregolazione

79 BILANCIAMENTO DI VECCHI IMPIANTI A COLONNE Portate di progetto Posizione di taratura 79

80 Thank you.