IL SISTEMA DI DISTRIBUZIONE

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

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

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

IMPIANTI A ZONE 5

IMPIANTI ESISTENTI A ZONE Valvole a 3 vie Portata costante 6

IMPIANTI ESISTENTI A ZONE Valvole a 2 vie Portata variabile 7

IMPIANTI ESISTENTI A ZONE 8

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

IMPIANTO A RADIATORI Singolo radiatore ESEMPIO 1 singolo radiatore Portata di progetto G = Q / ΔT = 1.000 / 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

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 = 400 + 67 + 307 + 6 = 780 mm c.a. Portata effettiva F= (1400/780) 0,525 = 1,36 G = F G NOM = 1,36 100 = 136 l/h Salto termico effettivo ΔT = 1000 / 136 = 7,3 C 11

IMPIANTO A RADIATORI Singolo radiatore Perdita di carico detentore: ΔP DET ΔP DET = ΔH - ΔP D - ΔP L ΔP D = 1400-400 - 67-307 = 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 67+400+307+330 = 1104 mm c.a. Portata effettiva F= (1400/1104) 0,525 = 1,13 G = F G NOM = 1,13 100 = 113 l/h CASO B ESEMPIO 1 singolo radiatore Valvola termostatica + detentore tarato Salto termico effettivo ΔT = 1000 / 113 = 8,9 C 12

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

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 = 1,06 100 = 106 l/h Salto termico effettivo ΔT = 1000 / 106 = 9,4 C 14

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 100 10 CASO A Termostatica + detentore aperto CASO B Termostatica + detentore tarato CASO C Preregolata + detentore aperto 136 7,3 113 8,9 106 9,4 15

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

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.] 1 12 + 12 900 10 90 56 408 2 6 + 6 1500 10 150 147 480 3 6 + 6 450 10 45 14 60 4 9 + 9 820 10 82 46 252 5 9,5 + 9,5 800 10 80 46 266 6 9,5 + 9,5 450 10 45 14 95 7 8 + 8 600 10 60 24 128 TOT 5520 kcal/h 552 l/h 18

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 3/8 90 129 +43% 7 2 1/2 150 154 +3% 9,7 3 3/8 45 158 +251% 2,8 4 3/8 82 141 +72% 5,8 5 3/8 80 137 +72% 5,8 6 3/8 45 140 +211% 3,2 7 3/8 60 147 +146% 4,1 TOT 552 1006 +82% 5,5 19

IMPIANTO A RADIATORI Impianto a collettore CASO A ESEMPIO 2 impianto completo Valvola termostatica + detentore tutto aperto Fabbisogno termico totale: 5.520 kcal/h Portata totale: 1006 l/h Saltro termico: 5,5 C 20

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 90 103 +14% 8,7 2 1/2 2 giri 150 151 +1% 9,9 3 3/8 1/4 giro 45 76 +69% 5,9 4 3/8 1/2 giro 82 111 +35% 7,4 5 3/8 1/2 giro 80 108 +35% 7,4 6 3/8 1/4 giro 45 73 +63% 6,1 7 3/8 1/4 giro 60 76 +26% 7,9 TOT 552 698 +26% 7,9 21

IMPIANTO A RADIATORI Impianto a collettore CASO B ESEMPIO 2 impianto completo Valvola termostatica + detentore tarato Fabbisogno termico totale: 5.520 kcal/h Portata totale: 698 l/h Salto termico: 7,9 C 22

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] 1 4 90 101 +12% 8,9 2 5 150 151 +1% 9,9 3 2 45 55 +22% 8,2 4 3 82 74-10% 11,1 5 3 80 73-8% 10,9 6 2 45 54 +19% 8,4 7 2 60 53-12% 11,3 TOT 552 561 +1% 9,8 23

IMPIANTO A RADIATORI Impianto a collettore CASO C ESEMPIO 2 impianto completo Valvola preregolabile + detentore tutto aperto Fabbisogno termico totale: 5.520 kcal/h Portata totale: 561 l/h Salto termico: 9,8 C 24

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] 1006 +82% 5,5 698 +26% 7,9 560 +1% 9,8 25

IMPIANTO A RADIATORI: DISTRIBUZIONE A ZONE Schema distribuzione 27

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

IMPIANTO A RADIATORI: DISTRIBUZIONE A ZONE Schema edificio Dati di progetto di ciascuna zona: G NOM = 560 l/h ΔH COLL = 1.435 mm c.a. G NOM = 560 x 14 = 7840 l/h 29

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 7 1591 mm c.a. 30

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 R7-6 90 mm c.a. + LOCALIZZATE Z R7A 42 mm c.a. + TOTALI ΔP 7 132 mm c.a. 31

IMPIANTO A RADIATORI: DISTRIBUZIONE A ZONE Calcolo UTENZA 6A E 6B Prevalenza al nodo 6 H 6 eff = ΔP 7 + ΔP 7-6 = 1591 + 132 = 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

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

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

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

REGOLATORE DI PRESSIONE DIFFERENZIALE 36

REGOLATORE DI PRESSIONE DIFFERENZIALE 37

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

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

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. 1500 mm c.a. = 15 kpa ΔP SET = 15 kpa G C EFF = 560(1500/1435) 0,525 = 573 l/h (+2%) 40

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

IMPIANTO A RADIATORI: DISTRIBUZIONE A ZONE Valvola partner 42

REGOLATORE E VALVOLA PARTNER FUNZIONAMENTO CARICO TOTALE 43

REGOLATORE E VALVOLA PARTNER FUNZIONAMENTO CARICO PARZIALE 44

IMPIANTI A COLONNE MONTANTI

BILANCIAMENTO DI VECCHI IMPIANTI A COLONNE 46

BILANCIAMENTO DI VECCHI IMPIANTI A COLONNE Colonna I rad. 900 kcal/h G=90 l/h Colonna II rad. 1100 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. 1300 kcal/h G=130 l/h Colonna VI rad. 1600 kcal/h G=160 l/h 47

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

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

BILANCIAMENTO DI VECCHI IMPIANTI A COLONNE ΔT G Colonna VI rad. 1600 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

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

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

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

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 800 2000/2200 mm c.a. 54

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

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

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 4 4 3 2 3 4 5 4 4 3 2 3 4 5 4 4 3 2 3 4 5 3 4 3 2 3 5 5 3 4 3 2 3 5 5 3 4 3 2 3 5 5 Posizione di taratura 59

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

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

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 4 4 3 2 3 4 5 4 4 3 2 3 4 5 4 4 3 2 3 4 5 3 4 3 2 3 5 5 3 4 3 2 3 5 5 3 4 3 2 3 5 5 66

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

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

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

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

BILANCIAMENTO DI VECCHI IMPIANTI A COLONNE Colonna VI rad. 1600 kcal/h G=160 l/h Determinazione ΔP interpiano Qcol = 9600 kcal/h 1 1/4 72

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

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

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

BILANCIAMENTO DI VECCHI IMPIANTI A COLONNE Colonna VI rad. 1600 kcal/h G NOM = 160 l/h 900 mm c.a. 1000 mm c.a. 1100 mm c.a. 1200 mm c.a. 1300 mm c.a. 1400 mm c.a. 5 5 5 5 5 5 Taratura regolatore ΔP 1500 mm c.a. 77

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 2 3 2 3 2 3 2 3 Minime differenze di stima dei valori di preregolazione 2 3 2 3 2 3 1 3 2 3 1 3 2 3 78

BILANCIAMENTO DI VECCHI IMPIANTI A COLONNE 4 4 3 2 3 4 5 4 4 3 2 3 4 5 4 4 3 2 3 4 5 3 4 3 2 3 5 5 3 4 3 2 3 5 5 3 4 3 2 3 5 5 Portate di progetto Posizione di taratura 79

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