COSTER T.E. S.p.A.

• La centrale del Palazzo di Giustizia

Questa centrale presenta molte apparecchiature, dispositivi e soluzioni tecnologiche aggiuntive rispetto alla precedente perché la logica di quest’impianto e' molto più complessa.

La caratteristica fondamentale e' quella del volume enorme su cui deve intervenire l’impianto che infatti possiede una potenza termica di 1600 Kw ripartita su tre generatori collegati in parallelo.

Il circuito primario fornisce energia alle quattro zone in cui e' stato suddiviso l’impianto di distribuzione secondaria, dato appunto il notevole volume dell’edificio.

Quando i generatori di calore servono più zone e sono ubicati in apposito locale (detto centrale termica), la regolazione climatica e quella termostatica sono dette rispettivamente di centrale e di zona; queste due tipologie di regolazione si trovano abitualmente realizzate insieme per ottenere il controllo ottimale dei carichi interni alle zone (reg. termostatica) ed esterni (reg. climatica).

Per distribuire e raccogliere il fluido di più circuiti sono stati installati dei tratti di condotto di sezione maggiorata detti collettori, uno di mandata e uno di ritorno.

I circuiti di regolazione, miscelano l’acqua di ritorno dall’impianto con quella in arrivo dai generatori, in questo modo l’impianto si adatta al carico termico richiesto dall’utenza in relazione alle condizioni di esercizio reali.

E’ da notare che in condizioni di valvola totalmente o parzialmente chiusa potrebbe innescarsi una circolazione parassitaria di acqua calda richiamata dal ritorno con effetti indesiderati sulla regolazione.

Per effetto della velocità l’acqua di ritorno dall’utenza nel punto “a” (raccordo con la via 3 della valvola) entra in profondità nella tubazione di ritorno in caldaia provocando una depressione per cui nella zona d’innesto tra il by-pass e il tubo di ritorno, l’acqua non scorre in modo continuo. Scorre bensì in modo turbolento, con vene di acqua fredda che entrano nella zona dell’acqua calda. Si creano così dei vortici che risucchiano acqua calda dal tubo di ritorno e la portano in circolazione. Ed e' questa acqua calda risucchiata a rallentare la correzione della regolazione del circuito che alimenta i terminali. Un mezzo efficace per capire cosa in realtà sta avvenendo e' quello di sentire con mano la temperatura superficiale del tubo di by-pass. Se la temperatura del tubo e' omogenea si tratta di trafilamento, se invece la temperatura e' eterogenea (cioe' se ci sono zone più calde che si alternano a zone più fredde) si tratta di una circolazione per risucchio.

Il manifestarsi o meno di questo fenomeno dipende da molti fattori difficili da definire e da collegare fra loro. Può comunque essere praticamente evitato adottando una delle seguenti misure: mantenere una distanza (D) fra il by-pass e il collettore non inferiore a 8 diametri del by-pass stesso (tale distanza non dovrebbe mai essere inferiore a 50 cm); realizzare un’ansa di protezione fra il by-pass e il collettore, in modo che la controtendenza introdotta ostacoli la risalita dell’acqua calda fra il collettore e la zona di risucchio; installare, fra il by-pass e il collettore, una valvola di ritegno.

I collettori possono essere senza pompa primaria, in pressione con pompa primaria o senza pressione con pompa primaria (con separatore idraulico).

I collettori senza pompa primaria vengono usati in impianti in cui la somma delle perdite di carico della caldaia e dei collettori di mandata e ritorno, con i circuiti delle utenze alla massima richiesta, sia minore del 20% della pompa con la prevalenza inferiore a quelle delle altre zone di circuito e se le pompe (M1, M2 ed M3) hanno la prevalenza per le perdite di carico del rispettivo circuito (a, b e c) e di quello della caldaia.

La portata variabile in caldaia altera i rapporti di pressione tra i due collettori influenzando le regolazioni con conseguenze negative sulle singole valvole.

Se una zona presenta una notevole portata le regolazioni delle altre zone possono diventare instabili per il verificarsi di circolazioni errate dovute anche a pressioni negative.

I collettori di distribuzione in pressione con pompa primaria sono necessari quando sono distanti dai generatori (caldaie) oppure non esistono i presupposti per contenere la perdita di carico. Non si possono usare in circuiti secondari di utenze con valvole di regolazione in miscelazione.

Nel nostro impianto sono usati collettori senza pressione con pompa primaria. La pompa primaria (M4), come nel caso dei collettori in pressione, assicura la circolazione nel primario.

La particolarità costruttiva del circuito e' costituita dal by-pass di collegamento tra i due collettori ottenuto dall’utilizzo di un separatore idraulico di 170 m³/h nel quale circola la portata complessiva dell’impianto aumentata del 10%.

Tale portata viene utilizzata in maniera indipendente dalle zone quando richiesto.

Il by-pass e' dimensionato per la portata totale con una perdita di carico ≤0,5 kPa in modo che la differenza di pressione tra i due collettori sia trascurabile quindi il circuito di caldaia e' praticamente a portata costante e indipendente dalle variazioni di carico dei secondari. Viceversa i secondari sono indipendenti tra loro.

I circuiti secondari devono avere una propria pompa dimensionata per la portata dell’utenza e per la relativa perdita di carico compresa quella della valvola di regolazione.

Caratteristiche del circuito:

- ciascun circuito secondario deve avere una pompa

- la pompa primaria deve avere una portata maggiorata del 10% di quella totale di progetto al fine di evitare cavitazioni nelle pompe dei circuiti secondari (valvole di regolazione aperte).

- portata del circuito caldaia praticamente costante

- trafilamento a valvole chiuse inesistente quindi si possono usare per i circuiti di riscaldamento (climatici) valvole lineari.

- nessun pericolo che le regolazioni dei circuiti secondari si influenzino reciprocamente.

La funzione dei separatori idraulici e' essenzialmente quella di rendere indipendenti (cioe' di separare) i vari circuiti di un impianto. E’ una funzione che serve ad evitare, nei circuiti stessi, l’insorgere di interferenze e disturbi reciproci.

Se fossimo nel caso di collettori senza pompa primaria e senza separatore, non consideriamo il fenomeno della circolazione naturale, con le pompe di zona spente, il fluido dell’impianto starebbe fermo e il DP sarebbe nullo.

Accendendo solo una delle quattro pompe, questa mette in movimento il fluido del suo circuito e fa crescere il DP fra i collettori.

Tale crescita e' uguale alla pressione che la pompa deve spendere per far passare il fluido dal collettore di ritorno a quello di andata, cioe' attraverso il circuito caldaia.

Lo stesso DP sussiste logicamente anche agli attacchi dei restanti circuiti con pompa ferma, e può pertanto attivare in essi circolazioni parassite: circolazioni peraltro di senso contrario a quello normalmente previsto, dato che la pompa attiva lavora in aspirazione sul collettore di mandata.

Per mettere in movimento nel giusto senso il fluido del suo circuito, la seconda pompa deve dapprima vincere il DP contrario indotto dalla prima (DP esistente tra i due collettori). La sua attivazione comporta poi un ulteriore aumento del DP fra i collettori, in quanto aumenta la portata del circuito caldaia, e quindi la pressione che deve essere spesa per far passare il fluido attraverso tale circuito. Questa situazione evolve in sempre in questo modo con l’attivazione delle altre pompe.

Quindi, in un impianto tradizionale, man mano che si attivano le pompe cresce sia il DP fra i collettori, sia il reciproco disturbo (cioe' il livello d’interferenza) fra le pompe dei vari circuiti. Possiamo quindi assumere il DP come indice per valutare l’interferenza fra i circuiti di grande utilità pratica, perché ci consente di valutare l’intensità di un fenomeno altrimenti molto difficile e complesso da rappresentare quantitativamente.

Non e' possibile stabilire con precisione valori al di sotto dei quali si può ritenere accettabile il DP: cioe' valori al di sotto dei quali l’interferenza fra i circuiti non causi evidenti irregolarità di funzionamento. Tali valori dipendono infatti da troppe variabili e sono legati anche al tipo di pompe utilizzate.

Si possono tuttavia ritenere generalmente accettabili DP inferiori a 0,4÷0,5 m c.a. Valori più elevati (e non e' raro trovare centrali con DP di 1,5÷2,0 m c.a.) possono invece provocare gravi inconvenienti.

Gli inconvenienti di maggior rilievo possono essere: radiatori caldi anche a pompa ferma (dovuto alle correnti parassite inverse generate dalle pompe attive), pompe che si bruciano facilmente (perché le interferenze tra i circuiti possono portare le pompe a lavorare fuori campo) e pompe che non riescono a dare la portata richiesta (perché DP da superare potrebbe essere troppo elevato).

In un impianto con separatore idraulico, invece, si registra l’assenza di interferenze tra i circuiti perché DP fra i collettori e' praticamente sempre uguale a zero. Infatti, come visto in precedenza, a pompe attive il DP fra i collettori e' uguale alla pressione che le pompe devono spendere per far passare il fluido dal collettore di ritorno a quello di andata: pressione che, nel caso in esame, e' praticamente nulla perché il fluido, per passare da un collettore all’altro, deve vincere solo le resistenze del separatore, vale a dire resistenze sostanzialmente nulle dato che il separatore altro non e' che un largo by-pass fra i collettori.

Non e' necessario bilanciare il by-pass con valvola di taratura o con valvola di bilanciamento automatica, infatti, a differenza di quanto avviene negli impianti tradizionali, il circuito da cui deriva calore e il circuito di by-pass hanno, in qualsiasi posizione della valvola, perdite di carico sostanzialmente uguali in quanto sostanzialmente nulle.

• La scheda tecnico costruttiva della centrale

Principali apparecchiature:

Generatori: Gruppi Thermital P . nominale al focolare: 587 kw.

Pompe:       n. 5  Gruppi gemellari Grundfos.

Regolazione:

Apparecchiature digitali Coster T.E.

n. 3 regolatori e ottimizzatori climatici : n. 1 DTC 648 e n. 2 DSE 602;

n. 1 modem GSM 812 per il comando e controllo remoto;

n. 1 unità interfaccia seriale PCB 332 per il comando e controllo locale;

n. 1 integratore di energia IEB 734 e n.1 contatore volumetrico KWP 200;

n. 5 inseritori pompe gemellari IPG 318;

n. 2 unità raccolta temperatura UAF 322;

n. 1 unità raccolta e smistamento allarmi UAC 328;

n. 1 linea di comunicazione logica interna C-Ring,  n.1 linea di comunicazione esterna C-Bus; n.1 apparecchiatura sicurezza gas RFG 653 completa di tre sensori SGA 150 e valvola di sicurezza normalmente chiusa GNC 2100;

n. 2 valvole miscelatrici lineari VF 3125;

n. 2 valvole miscelatrici lineari VF 3380; n. 4 servomotori lineari CLG 324.