BILANCIAMENTO DINAMICO DELLA PORTATA

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1 ilanciamento parte 5 FOCUS TECNICO ILNCIMENTO DINMICO DELL PORTT Regolatore di portata indipendente dalla pressione - FLOWMTIC In impianti a portata variabile è spesso necessario avere sia una regolazione (valvola di zona ON/OFF o modulante) sia un bilanciamento per ogni terminale di emissione. Si pensi ad esempio agli impianti di climatizzazione a ventilconvettori. Per questa situazione impiantistica gli stabilizzatori automatici di portata hanno campo di applicazione limitato poichè devono essere abbinati ad una valvola di zona e prevedono una taratura fi ssa della portata (corrispondente alla misura della cartuccia scelta). Utilizzando il regolatore di portata indipendente dalla pressione (FLOWMTIC ) è possibile invece preregolare la portata al valore desiderato e regolare il circuito tramite un attuatore ON/OFF o modulante: due funzioni in un unico dispositivo. ILNCIMENTO DINMICO DELLE PORTTE Stabilizzatore automatico di portata Gli stabilizzatori automatici di portata sono in grado di mantenere costante la portata di fl uido che attraversa il circuito in cui sono installati. Regolazione indipendente dalla pressione Sono regolatori della portata indipendenti dalla pressione (in inglese sono indicati con la sigla PICV: Pressure Independent Control Valve). Mantengono la portata costante al valore prefi ssato al variare delle condizioni di funzionamento. Tramite un opportuno attuatore possono far variare la portata nominale. Le valvole di regolazione indipendenti dalla pressione permettono un dimensionamento molto facile (evitando calcoli laboriosi richiesti dal bilanciamento tradizionale) ed un eventuale riequilibrilatura in caso di varianti in corso d opera. L elevata autorità della valvola evita inoltre anche i calcoli di verifi ca.

2 FUNZIONMENTO E SELEZIONE La valvola di regolazione indipendente dalla pressione (in inglese indicata con la sigla PICV Pressure Independent Control Valve ) è un dispositivo composto da uno stabilizzatore automatico di ΔP () e da una valvola di regolazione () che può essere servocomandata. Lo stabilizzatore di ΔP mantiene costante la differenza di pressione che agisce sulla valvola di regolazione (P ). Pertanto tale valvola può regolare le portate indipendentemente dal differenziale di pressione che agisce sul circuito in cui è inserita e quindi sulla valvola stessa. Essendo: Se ( ) aumenta, il regolatore di ΔP interno reagisce per chiudere il passaggio e mantenere (P ) = costante; in queste condizioni la portata rimarrà costante. stabilizzatore di ΔP valvola di regolazione = ΔP valvola P P 3 p p 3 = pressione a monte P = pressione intermedia P 3 = pressione a valle P = cost La portata viene quindi stabilizzata ad un valore costante in un campo di pressione differenziale come avveniva per gli stabilizzatori di portata trattati nel precedente focus tecnico: p GNOM % 5 kpa 4 kpa valvola = ΔP valvola differenza di uno stabilizzatore di portata la valvola è dotata di un dispositivo di regolazione () che controlla la portata modificando la sua sezione di passaggio (in sostanza modificando il Kv della valvola) può essere regolata a valori differenti con due modalità distinte: preregolazione della portata massima. Ottenibile variando meccanicamente la posizione della finestra di regolazione sull otturatore: G = nom. max 8 G 8 = 8% G 8 4 l/h G 6 = 6% G G = % G 5 4 (kpa)

3 regolazione della portata tramite l utilizzo di un attuatore modulante che agisce sull otturatore. Una volta fissato il valore massimo della portata è possibile farlo variare partendo dal valore massimo preregolato G MX fino a zero. G (m 3 /h) Gmax 8 75% Gmax 8 5% Gmax 8 Δp minimo Δp (kpa) SCELT DELL MISUR E DEL CMPO DI PORTT La scelta della cartuccia deve essere effettuata sulla base della portata nominale di progetto. Poichè ogni cartuccia ha un proprio campo di portata, si individuano in un primo tempo quelle che comprendono la portata di progetto. Tra queste, come regola generale, si preferisce quella con l intervallo più piccolo. In base al valore della portata nominale si valuta la posizione di preregolazione della portata massima per la cartuccia scelta. La scelta della misura dell attacco viene effettuata secondo le necessità, in base a quelli disponibili per la cartuccia scelta. IL CIRCUITO SECONDRIO I circuiti secondari collegati ad un circuito primario tramite le linee di distribuzione sono soggetti a prevalenze diverse dipendentemente dalla conformazione del circuito di distribuzione. Due circuiti identici calcolati per avere una portata nominale G NOM collegati ad un circuito primario sono così soggetti a delle prevalenze diverse (H e H ) che generano nei rispettivi circuiti delle portate diverse (G e G ) diverse da quelle di progetto e quindi delle perdite di carico diverse (Δ e ΔP ) diverse dalla perdita di carico nominale di progetto. G G G NOM G NOM Δ ΔP H H ΔH ΔH Il bilanciamento dinamico della portata di un circuito secondario consiste nell introdurre all interno di ogni circuito una valvola di regolazione indipendente dalla pressione atta a neutralizzare l influenza del circuito di distribuzione primario, soprattutto nel caso di carichi molto variabili; in aggiunta questo tipo di valvola lascia la possibilità di parzializzare la portata sul circuito secondario sempre in condizioni di circuito bilanciato. In buona sostanza nello schema precedente va inserita una FLOWMTIC in ogni circuito secondario scelta in base alla portata nominale G NOM.

4 Gli elementi che compongono un circuito in limitazione che controlla la portata sono essenzialmente: le linee di distribuzione caratterizzate da perdite distribuite e concentrate, una valvola di zona (o di regolazione), ed il terminale di emissione. Nel caso dell utilizzo di una valvola di regolazione FLOWMTIC non è più necessario l utilizzo di una valvola di zona (o di regolazione) in quanto, questo tipo di valvola, provvede a espletare le due funzioni, bilanciamento e regolazione allo stesso tempo. Per esemplificare la situazione si introduce un esempio numerico. Il circuito in oggetto ha una G NOM di l/h. CIRCUITO ILNCITO: condizione iniziale 35 kpa l/h Se ai capi del circuito insiste una prevalenza H di 35 kpa, per avere una portata costante nel circuito deve essere inserita una valvola di regolazione indipendente dalla pressione che assorba l ecceso di pressione differenziale. Per una portata nominale di l/h i componenti del circuito hanno delle perdite di carico pari a: ΔP distribuite e concentrate di due tratti = 4 kpa Δp sistema di emissione = 6 kpa. La prevalenza che la valvola FLOWMTIC deve assorbire è pari a 35-= 5 kpa pari al valore minimo (5 kpa) e quindi risulta funzionante correttamente all interno del campo di regolazione. Per garantire la portata nominale la valvola si autoregola in modo tale da avere un valore di Kv pari a: G Kv =, =, =,64 m 3 /h ΔP V 5 Come si vede nel diagramma la perdita di carico di progetto del circuito senza valvola di regolazione è pari a kpa, la prevalenza che insiste sul circuito è pari a 35 kpa e quindi l eccesso di prevalenza deve essere assorbito dalla valvola di bilanciamento per 5 kpa. 4 Grafico perdite di carico ΔP T ΔP V ΔP [kpa] 5 5 kpa 4 kpa Curve di funzionamento del circuito 5 kpa kpa 4 kpa [kpa] 6 C H C =35 kpa 5 5 kpa 35 kpa 4 kpa ΔP NOM = kpa 4 Q [l/h]

5 CIRCUITO ILNCITO: regolazione della portata Come detto, tramite un attuatore è possibile regolare direttamente sulla valvola FLOWMTIC la portata passante per il circuito secondario. Si ipotizzi così di avere le medesime condizioni di prevalenza (H) a monte del circuito secondario pari a 35 kpa e che sia 5 necessario ridurre la portata a l/h. Diminuendo la 35 kpa l/h 3 portata, le perdite di carico degli altri componenti che costituiscono il circuito secondario si riducono nella seguente misura: ΔP distribuite e concentrate di due tratti = kpa Δp sistema di emissione = 3 kpa. ΔP La perdita di carico nominale C+D ΔP in queste C+D condizioni [kpa] passerebbe così da a 5 kpa. Rimanendo il valore di prevalenza (H) ai capi del circuito costante a 35 kpa la valvola FLOWMTIC dovrà adattare il suo valore di Kv in modo automatico per assorbire l eccesso di prevalenza per 35-5 = kpa. G Kv =, =, =,4 m 3 /h ΔP V 5 kpa 4 kpa Il valore di Kv della FLOWMTIC passerà quindi da,64 a,4 m 3 /h. Questa variazione di Kv, essendo dovuta alla regolazione della portata, avviene tramite il movimento dell otturatore del componente della valvola come in figura. ΔP NOM = kpa 5 kpa kpa 4 kpa Grafico perdite di carico ΔP [kpa] Curve di funzionamento del circuito C 4 ΔP T ΔP V 5 kpa 35 kpa 4 kpa 5 H C =35 kpa Regolazione portata 4 Q [l/h]

6 CIRCUITO ILNCITO: aumento della prevalenza Se nelle nuove condizioni di portata regolata a l/h si avesse un incremento della prevalenza nel circuito primario da 35 a 4 kpa la FLOWMTIC dovrebbe assorbire questo aumento per mantenere la portata costante al nuovo valore regolato. In questo caso la perdita di carico della parte residua del circuito sarebbe sempre 5 kpa (portata costante).la valvola si dovrà adattare dinamicamente per assorbire la nuova prevalenza, in particolare 4-5 = 35 kpa. La valvola riduce quindi la sua sezione di passaggio, grazie al componente, per mantenere costante il valore di P -P 3 ai capi della valvola di regolazione. Il nuovo valore di Kv della valvola risulterà essere: G Kv =, =, =,39 m 3 /h ΔP V 35 Grafico perdite di carico 5 kpa 4 kpa 5 4 kpa l/h 5 kpa kpa 4 kpa 35 C Regolazione portata 5 kpa 35 kpa 4 kpa Curve di funzionamento del circuito [kpa] 3 ΔP [kpa] 4 ΔP T ΔP V 35 H C =4 kpa Regolazione portata umento prevalenza 4 Q [l/h] Le valvole FLOWMTIC sono quindi ideali a servizio di unità terminali o zone nei casi in cui si voglia realizzare una semplice logica di controllo ON/OFF, oppure quando è necessario realizzare una modulazione della portata in funzione del carico termico grazie all utilizzo di un servocomando proporzionale. DOCUMENTZIONE DI RIFERIMENTO: DEPLINT 6 CI RISERVIMO IL DIRITTO DI PPORTRE MIGLIORMENTI E MODIFICHE I PRODOTTI DESCRITTI ED I RELTIVI DTI TECNICI IN QULSISI MOMENTO E SENZ PREVVISO. Visita Caleffi su Youtube youtube/caleffivideoprojects Caleffi S.p.. S.R. 9, n. 5 8 Fontaneto d gogna (NO) - Italia - tel fax info@caleffi.it Copyright 6 Caleffi 856