COSTER T.E. S.p.A.

• Verifiche in campo

Riferendosi ai punti 2 e 3 al paragrafo precedente, il regolatore determina il valore di riferimento della temperatura di mandata, basandosi sulla temperatura esterna, e lo confronta col valore misurato (regolazione climatica). Oppure il valore della temperatura ambiente viene  confrontato col set-point (regolazione termostatica). In entrambi i casi l’azione correttiva sulla potenza resa dall’impianto nasce dal confronto delle due diverse grandezze. L’azione della valvola a tre vie (miscelatrice)  permette di avere una portata d’acqua costante, ma di variare la temperatura di mandata. Si può ottenere la variazione di portata e temperatura costante se la pompa viene posta nel circuito primario (comprendente il generatore) anziché quello secondario (su cui insiste lo scambiatore).

Uno degli impianti in fase di riqualificazione che si presta a una descrizione esplicativa e' quello dell’asilo nido di via Morelli e Silvati perché presenta uno schema funzionale molto semplice:

Guardando lo schema funzionale si possono notare tubazioni di due colori: col rosso e' indicata la mandata (acqua riscaldata), col blu e' indicato il ritorno (acqua raffreddatasi a seguito del cedimento di energia termica).

L’impianto, all’avvio, deve seguire una procedura precisa per evitare vari inconvenienti. Innanzitutto il bruciatore inizia la sua sequenza di accensione; essa e' costituita da più fasi che garantiscono la sicurezza poiché nel bruciatore avviene la reazione chimica di combustione.

A questo punto l’acqua che si trova nella caldaia e nelle tubazioni avrà a una temperatura relativamente bassa, il ritorno di acqua fredda nella caldaia in fase di riscaldamento produce due effetti  negativi:

1. -  shock  termici eccessivi con tensioni eccessive che possono portare a rottura gli più delicati;

2. - formazioni di condense acide con inneschi di corrosione del fascio tubero.

 Quindi l’acqua, prima di essere mandata agli scambiatori, dovrà essere riscaldata. A tal fine il sistema di gestione di fatto attua due linee di by-pass, la prima e' quella della pompa anticondensa, la seconda e' attuata mediante la valvola a tre vie che devia il flusso d’acqua ancora fredda sul ritorno: verso l’impianto. La pompa anticondensa lavora fin quando l’acqua supera i 55°C (temperatura anticondensa impostata sul regolatore).

Evitare la condensa dei fumi all’interno delle caldaie serve a impedire un rapido degrado delle caldaie stesse: degrado dovuto al fatto che la condensa dei fumi e' molto acida (l’acqua si lega con lo zolfo e forma acido solforico) e può facilmente aggredire il corpo caldaia, fino a renderlo inutilizzabile.

Le uniche caldaie immuni da tali pericoli sono quelle a condensazione che sono costruite appositamente per utilizzare questo principio ai fini dell’ottimizzazione energetica. Infatti, le caldaie a condensazione, per aumentare il rendimento sfruttano una parte del calore latente di vaporizzazione, cioe' viene utilizzato il potere calorifero superiore del combustibile; per esempio, il PCI medio del gas naturale e' di circa 8300 kcal/m³ mentre quello superiore e' di 9300 kcal/m: queste 1000 kcal/m³ di differenza vengono usate nelle caldaie a condensazione per aumentare il rendimento.

Le caldaie normali, non progettate per sfruttare il calore latente di vaporizzazione, per evitare danni, vanno invece protette con dispositivi in grado di evitare che l’acqua ritorni in caldaia sotto i 55÷60°C, perché e' con valori al di sotto di queste temperature che i fumi condensano in caldaia.

La pompa anticondensa fa immette una parte dell’acqua calda della mandata direttamente sul ritorno, facendo quindi aumentare la temperatura del ritorno più rapidamente.

La sua portata, in genere, si può calcolare (in l/h) moltiplicando la potenza utile della caldaia (espressa in kcal/h) per un fattore pari a 0,03: cioe' considerando 30 l/h ogni 1.000 kcal/h.

Per la prevalenza e' bene adottare valori bassi (1÷2 m c.a.) in quanto la pompa in pratica deve vincere solo le resistenze del corpo caldaia.

L’acqua viene immessa nella rete di distribuzione tramite le pompe.

Le pompe.

Le pompe si suddividono in circolatori ed elettropompe. Per le loro caratteristiche costruttive i circolatori  vanno installati con asse orizzontale, mentre le elettropompe possono essere installate con asse sia orizzontale che verticale.

Le pompe medio-grandi vengono messe in opera con giunti elastici per evitare che le vibrazioni e i rumori, generati dalle pompe stesse, siano trasmessi all’impianto.

Quale posizione più conveniente per installare le pompe vanno considerati due casi: quello degli impianti a vaso aperto e quello degli impianti a vaso chiuso.

In quelli a vaso aperto (utilizzati ormai quasi esclusivamente in vecchie centrali, oppure in edifici molto alti per mantenere bassa la pressione di esercizio) va tenuto presente che le pompe non devono essere installate tra il tubo di carico e il tubo di sicurezza (che va al vaso di espansione aperto). Questo per evitare che, tra tali tubi e il vaso di espansione, si metta a circolare acqua con vari effetti negativi, tra i quali si possono citare:

1.     eccessive dispersioni energetiche

2.     assorbimento eccessivo di aria nel circuito  con inneschi di corrosioni precoci, oltre che instabilità di circolazione.

Le pompe possono essere installate sul ritorno solo se il vaso di espansione e' situato ad una altezza superiore alla prevalenza della pompa.

Il rispetto di tale vincolo e' necessario per non mandare in depressione zone dell’impianto; e quindi e' necessario per evitare che l’aria esterna venga risucchiata all’interno attraverso le valvole di sfogo e i raccordi, che sono in genere impermeabili all’acqua, ma non all’aria.

Per quanto concerne gli impianti a vaso chiuso non ci sono pericoli di circolazioni improprie e neppure di depressioni nell’impianto (almeno se i vasi sono caricati correttamente). Pertanto, dal punto di vista teorico, le pompe possono essere installate indifferentemente sia sulla mandata che sul ritorno. Dal punto di vista pratico va però considerato che le pompe installate sul ritorno sono molto esposte al pericolo di blocchi causati da impurità, dovute sia a depositi calcarei che al distacco di frammenti dovuti a corrosione, che si forma lungo i tubi dell’impianto. Pericolo che invece e' decisamente minore per le pompe installate sulla mandata, dato che i filtri, i separatori idraulici e, in mancanza di meglio, anche le caldaie, sono trappole e depositi per tali impurità. Per poter verificare il funzionamento delle pompe e' consigliabile montare, sul by-pass delle pompe stesse, un manometro con due valvole di intercettazione.

Le valvole, normalmente chiuse, vengono aperte alternativamente solo quando si vuole misurare la pressione (a monte e a valle) delle pompe. Questo sistema di misura e' senz’altro preferibile a quello con due manometri, perché evita gli errori dovuti a starature degli strumenti.

In merito ai dati ottenibili con i manometri, va considerato che se la differenza di pressione e' troppo bassa e' probabile che la girante della pompa sia logora, oppure che i passaggi tra le palette siano ostruiti. Se invece l’indicazione e' instabile, e' probabile che ci sia aria nell’impianto. Il by-pass non viene sempre installato perché le pompe attuali contengono già le prese di pressione sul corpo della macchina, mentre vengono sempre installate le valvole di intercettazione per effettuare eventuali interventi di manutenzione sulla pompa.

• Regolazione dell’impianto

I circuiti senza valvola di regolazione sono circuiti molto semplici, schematicamente possono essere rappresentati così:

La pompa può essere attivata o disattivata da un termostato, oppure può funzionare in continuo negli impianti con regolazioni periferiche, cioe' negli impianti con valvole di zona, valvole termostatiche, ventilconvettori ed aerotermi.

La valvola di ritegno serve (a pompa ferma) per impedire circolazioni indesiderate: circolazioni che possono essere naturali (l’acqua calda tende ad andare in alto e quella fredda in basso) oppure indotte dalle altre pompe.

Si possono usare due schemi fondamentali per la termoregolazione:

a)     termoregolazione con portata costante e temperatura variabile attuata ad esempio mediante valvola a tre vie in miscelazione;

b)    termoregolazione con portata variabile e temperatura costante attuata ad esempio mediante valvola a tre vie in deviazione e/o valvole tramite le valvole termostatiche.

Un esempio di regolazione con portata costante e temperatura variabile e' rappresentato dal seguente schema dotato di circuiti con valvola di regolazione in miscelazione che, nella  configurazione più semplice, può essere così rappresentato:

Miscelando opportunamente il ritorno con l’andata, la valvola di regolazione consente di ottenere fluido alla temperatura richiesta per alimentare i terminali.

La resistenza idraulica del circuito servito dalle pompe in questi casi e' variabile in funzione della posizione della valvola di regolazione miscelatrice:

a)     Valvola aperta, resistenza dovuta al circuito di distribuzione e circuito caldaia.

b)    Valvola chiusa, carico costituito dal solo circuito di distribuzione.

Quanto sopra potrebbe innescare circolazioni parassitarie e/o anomalie di funzionamento, in particolare in impianti dotati di più circuiti di distribuzione in parallelo.

Problemi che si risolvono specificamente per ogni impianto bilanciando opportunamente i circuiti.

Ad esempio il bilanciamento con valvola di taratura si ottiene ponendo una valvola di taratura sul by-pass di regolazione, regolandola in modo che essa contrasti il passaggio del fluido con resistenze pari a quelle del circuito caldaia.

Il circuito presenta così le stesse resistenze sia con valvola aperta che con valvola chiusa. Pertanto, sia con valvola aperta che con valvola chiusa, funziona a portata costante.

Dal punto di vista pratico, il sistema di bilanciamento con valvola di taratura presenta due inconvenienti:

1. esige una corretta taratura della valvola;

2. può essere facilmente starato.

Tali inconvenienti possono essere evitati usando delle valvole di bilanciamento automatiche.