IDRAULICAPUBBLICAZIONE PERIODICA DI INFORMAZIONE TECNICO-PROFESSIONALE

02.97

13

CALEFFI

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50%

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GLI IMPIANTI AVALVOLE TERMOSTATICHE

SOMMARIO

IDRAULICA2

3

4

7

8

11

14

22

23

GLI IMPIANTI A VALVOLE TERMOSTATICHEAnalisi degli impianti realizzati con valvole termostatiche, deimateriali e degli interventi necessari ad eseguirne alcune soluzioni

PRINCIPALI CARATTERISTICHE DELLE VALVOLE TERMOSTATICHEValvole termostatiche a due vie, a tre vie, a quattro vie, a sistemamisto

CONSIDERAZIONI SULLA SCELTA DELLE VALVOLETERMOSTATICHE

INCONVENIENTI CONNESSI ALL’USO DELLE VALVOLETERMOSTATICHE A DUE VIERumorosità delle valvole, funzionamento irregolare delle pompe,surriscaldamento dell’acqua

DISPOSITIVI DI EQUILIBRATURA PER IMPIANTI CON VALVOLETERMOSTATICHE A DUE VIEValvole di sfioro, regolatori di pressione differenziale a membrana,pompe a velocità variabile, autoflow

LA REALIZZAZIONE DEGLI IMPIANTI CON VALVOLETERMOSTATICHE A DUE VIEImpianti autonomi con caldaiette, impianti con caldaie a terra percase unifamiliari, impianti centralizzati per edifici multipiano,impianti centralizzati per case a schiera

CONCLUSIONI

PANORAMALe nuove valvole termostatiche Caleffi

Direttore responsabile: Mario Tadini Responsabile di Redazione: Fabrizio GuidettiHanno collaborato a questo numero: Mario e Marco Doninelli, Claudio Tadini, Andrea Milani, Claudio Ardizzoia, Stefanacci e Ciarlo Fotografi

IDRAULICA Pubblicazione registrata presso il Tribunale di Novara al n. 26/91 in data 28/9/91Editore: Tipolitografia La Moderna srl - Novara Stampa: Tipolitografia La Moderna - Novara

NOTIZIARIO DI

IMPIANTISTICA

IDRAULICA 3

Su questa rivista ci siamo già occupati degliimpianti a valvole termostatiche.

In particolare nel numero due (01.92)abbiamo esaminato i principali vantaggi chequesti impianti possono offrire: vantaggi cheriguardano soprattutto il comfort termico e ilrisparmio energetico.

Nel numero sei (01.94) abbiamo poisegnalato alcuni gravi inconvenienti legatiall’uso delle valvole termostatiche in impianticon caldaiette; e su tali inconvenienti, seppurein un contesto diverso, torneremo ancora diseguito.

Ora invece intendiamo esaminare più ingenerale i problemi legati alla realizzazionedegli impianti con queste valvole.

Dapprima cercheremo di ben evidenziareper quali motivi le valvole termostatichepossono mettere in crisi gli impianti concepiti erealizzati in modo tradizionale.

Analizzeremo poi i materiali e gli interventinecessari per realizzare, con queste valvole,impianti correttamente funzionanti.

Proporremo infine alcune soluzioniutilizzabili per realizzare sia impianti autonomi,sia impianti centralizzati. Tutte le soluzioniproposte sono già state realizzate e collaudatein opera: inoltre funzionano da almeno dueanni.

L’articolo sarà sviluppato secondo i seguenticapitoli e sottocapitoli:

❐ Valvole termostatiche a due vie

❐ Valvole termostatiche a tre vie

❐ Valvole termostatiche a quattro vie

❐ Valvole termostatiche a sistema misto

❐ Rumorosità delle valvole

❐ Funzionamento irregolare delle pompe

❐ Surriscaldamento dell’acqua

❐ Valvole di sfioro

❐ Regolatori di pressione differenziale a

membrana

❐ Pompe a velocità variabile

❐ Autoflow

❐ Impianti autonomi con caldaiette

❐ Impianti con caldaie a terra per case

unifamiliari

❐ Impianti centralizzati per case multipiano

❐ Impianti centralizzati per case a schiera

Gli impiantia valvole termostatiche(Ingg. Mario e Marco Doninelli dello studio tecnico S.T.C.)

PRINCIPALI CARATTERISTICHEDELLE VALVOLE TERMOSTATICHE

CONCLUSIONI

CONSIDERAZIONI SULLA SCELTADELLE VALVOLE TERMOSTATICHE

INCONVENIENTI CONNESSIALL’USO DELLE VALVOLE

TERMOSTATICHE A DUE VIE

DISPOSITIVI DI EQUILIBRATURAPER IMPIANTI CON VALVOLETERMOSTATICHE A DUE VIE

LA REALIZZAZIONE DEGLIIMPIANTI CON VALVOLE

TERMOSTATICHE A DUE VIE

IDRAULICA4

Le termostatiche sono valvole che, oltre adesercitare le normali funzioni delle valvole percorpi scaldanti, sono in grado anche diregolare la temperatura ambiente dei locali incui sono installate.

Sono essenzialmente costituite da tre parti:

1. il corpo valvola dove si trovano alloggiati il pistone e l’otturatore;

2. la manopola di regolazione che serve ad impostare la temperatura voluta;

3. il bulbo di dilatazione che fornisce la forza motrice necessaria per far funzionare la valvola.

La manopola di regolazione e il bulbopossono essere montati direttamente sul corpovalvola, oppure possono essere installati adistanza.

Conviene installare a distanza il bulboquando la valvola non si trova in condizioniidonee a rilevare una temperatura ambientesignificativa: ad esempio quando è posta innicchie o sotto le tende, oppure ancora quandoè esposta direttamente ai raggi del sole e allecorrenti d’aria.

I tempi e i modi con cui le valvoletermostatiche intervengono a regolare latemperatura ambiente si possono cosìriassumere:

a) se la temperatura dell’aria è più alta di quella prefissata, il bulbo si dilata e manda in chiusura (parziale o totale) l’otturatore della valvola. Diminuisce così (fino ad annullarsi) il flusso del fluido attraverso il corpo scaldante e quindi la quantità di calore ceduta all’ambiente;

b) se la temperatura dell’aria è più bassa di quella prefissata, il bulbo si contrae e consente una maggior apertura della valvola.Aumenta così il flusso del fluido attraverso il corpo scaldante e quindi la quantità di calore ceduta all’ambiente.

Le valvole termostatiche normalmenteutilizzate possono essere suddivise in quattrotipi:

❐ valvole termostatiche a 2 vie,

❐ valvole termostatiche a 3 vie,

❐ valvole termostatiche a 4 vie,

❐ valvole termostatiche a sistema misto.

Principali caratteristichedelle valvole termostatiche

Sezione della valvola termostatica Caleffi serie 200

IDRAULICA 5

Sono utilizzate in impianti a due tubi e acollettori.

Le valvole termostatiche a 2 vie regolano latemperatura ambiente facendo variare laquantità di fluido che passa sia attraverso ilcorpo scaldante, sia attraverso il circuitosecondario derivato. Fanno quindi funzionaregli impianti a portata variabile.

Come le valvole a 2 vie sono utilizzate inimpianti a due tubi e a collettori.

Le valvole termostatiche a 3 vie regolano latemperatura ambiente facendo variare laquantità di fluido che passa attraverso il corposcaldante e mantenendo praticamentecostante la portata del circuito secondarioderivato.

Questo tipo di funzionamento è possibilegrazie alla via di by-pass e consente di farfunzionare gli impianti praticamente a portatacostante sia con valvole chiuse, sia convalvole aperte.

Valvole termostatiche a 2 vie Valvole termostatiche a 3 vie

Valvola termostatica a due vie

Valvola aperta

Valvola chiusa

Valvola termostatica a tre vie

Valvola aperta

Valvola chiusa

IDRAULICA6

Sono utilizzate per realizzare impiantimonotubo ad anello.

Le valvole termostatiche a 4 vie (comequelle a 3 vie) regolano la temperaturaambiente facendo variare la quantità di fluidoche passa attraverso il corpo scaldante emantenendo praticamente costante (grazie alby-pass interno) la portata del circuito derivato.Pertanto anche le termostatiche a 4 vieconsentono il funzionamento degli impianti aportata costante.

Se non hanno manopola e bulbo scorporati,queste valvole sono troppo basse per esserefacilmente regolabili e per poter “lavorare” inbase ad una significativa temperaturaambiente.

Sono utilizzate per realizzare impiantimonotubo ad anello.

Queste valvole, come quelle a 3 e a 4 vie,consentono (grazie al by-pass esterno) ilfunzionamento degli impianti a portatacostante.

Sono valvole utilizzate soprattutto per evitaregli inconvenienti tipici delle valvole a 4 vienormali (manopola e bulbo troppo bassi). Sonoutilizzate anche per realizzare impianti adanello con corpi scaldanti (ad esempio lepiastre) che non consentono l’inserimento dellesonde.

Valvole termostatiche a 4 vie Valvole termostatiche a sistema misto

Valvola termostatica a quattro vie

Valvolachiusa

Valvolaaperta

Valvolachiusa

Valvola termostatica a sistema misto

Valvolaaperta

IDRAULICA 7

Dall’esame svolto sulle modalità difunzionamento delle valvole termostatiche,risulta quindi che queste valvole possono farfunzionare gli impianti sia a portata variabile,sia a portata costante.

Le valvole che fanno funzionare gli impiantia portata costante (cioè quelle dotate di by-pass esterni o interni) non creano problemi.Infatti con queste valvole gli impianti funzionanocon le stesse portate, e quindi con le stessepressioni, sia a valvole aperte, sia a valvolechiuse. Si tratta però di valvole che (seppurmolto utilizzate nei paesi nordeuropei) nontrovano da noi molti estimatori, perchè sonogiudicate ingombranti e poco in linea con inostri canoni estetici.

Le valvole che fanno funzionare gli impiantia portata variabile (cioè quelle a 2 vie)possono invece dar luogo a seriinconvenienti. Infatti queste valvole variando leportate fanno variare notevolmente anche lepressioni e in tal modo squilibrano gli impianti.

Ed è proprio a tali squilibri che sono daaddebitare (come vedremo meglio in seguito)numerosi inconvenienti, quali: la rumorositàdelle valvole, l’irregolare funzionamento dellepompe e il surriscaldamento dell’acqua inzona caldaia.

Per motivi di natura estetica, sono tuttaviaqueste le valvole scelte di preferenza nelnostro paese. Pertanto sono queste le valvoleche dobbiamo saper utilizzare correttamente.

In particolare dobbiamo saper benriconoscere le insidie che esse possononascondere e dobbiamo conoscere anche l’usodei materiali e delle tecniche di equilibraturache servono a disattivare tali insidie.

Considerazioni sulla sceltadelle valvole termostatiche

VALVOLE TERMOSTATICHEA DUE VIE

FUNZIONAMENTO IMPIANTOa portata variabile

PRINCIPALI CARATTERISTICHE DELLE VALVOLE TERMOSTATICHE

RICHIESTI INTERVENTIDI EQUILIBRATURA

POSSIBILI INCONVENIENTI- rumorosità delle valvole

- funzionamento irregolare pompe- surriscaldamento dell’acqua

VALVOLE TERMOSTATICHECON BY-PASS-valvole a tre vie

- valvole a quattro vie- valvole a sistema misto

FUNZIONAMENTO IMPIANTOa portata costante

NON RICHIESTI INTERVENTIDI EQUILIBRATURA

POSSIBILI INCONVENIENTInessuno dal punto di vista idraulico

➧➧

➧

➧➧

➧

IDRAULICA8

Come già accennato i principaliinconvenienti connessi all’uso delle valvoletermostatiche a due vie sono:

❐ la rumorosità delle valvole,

❐ il funzionamento irregolare delle pompe,

❐ il surriscaldamento dell’acqua in zona caldaia.

Di seguito cerchiamo di analizzare i motiviper cui possono insorgere tali inconvenienti.

Col chiudersi delle valvole a due vieaumenta la spinta (o meglio la pressionedifferenziale) che la pompa cede ai circuitirimasti aperti. E questo avviene perchè lapompa “spende” nei circuiti rimasti apertil’energia che non può più “spendere” neicircuiti che le valvole hanno chiuso in modoparziale o totale.

In corrispondenza delle valvole (cioè nellezone di massimo strozzamento del fluido), taliincrementi di pressione differenziale possonofar insorgere facilmente fenomeni dicavitazione: vale a dire fenomeni (ved.Idraulica n. 12) che causano forti vibrazioni eintensi rumori del tipo a scoppiettio o a colpi dimartello.

È praticamente impossibile stabilire ingenerale un valore limite di pressionedifferenziale oltre il quale si innescano ifenomeni di cavitazione. Troppi infatti sono ifattori che influenzano l’insorgere di talifenomeni, quali ad esempio:

❐ la temperatura dell’acqua,

❐ la pressione dell’impianto,

❐ il profilo sede-otturatore delle valvole,

❐ il livello di disaerazione dell’acqua.

In genere però è consigliabile fare in modoche le valvole (sia termostatiche che normali)non “lavorino” con pressioni differenzialisuperiori a 2.000-2.200 mm c.a..

Inconvenienti connessiall’uso delle valvoletermostatiche a due vie

Rumorosità delle valvole

3 42

Rappresentazione del fenomeno di cavitazione

IDRAULICA 9

Col chiudersi delle valvole termostatiche adue vie può diminuire notevolmente la portatadell’impianto in quanto le valvole chiudono levie di flusso ai corpi scaldanti senza attivare viealternative di by-pass.

Con portate molto più piccole di quelle percui sono state dimensionate, le pompenormali (cioè quelle senza regolatori automaticidi velocità) “lavorano fuori curva”: diconseguenza si surriscaldano e corrono ilrischio di bruciarsi.

Con portate molto piccole non solo si haun funzionamento irregolare delle pompe, masussiste anche il pericolo che si surriscaldil’acqua in zona caldaia.

Infatti con portate molto piccole (al limitenulle) l’impianto non è più in grado di asportareil calore che rimane immagazzinato nel corpocaldaia dopo lo spegnimento del bruciatore. Equesto calore può surriscaldare l’acqua fino acausare il “blocco” dell’impianto perl’intervento dei dispositivi di sicurezza ariarmo manuale.

L’acqua surriscaldata può inoltredanneggiare la membrana dei vasi diespansione.

Funzionamento irregolaredelle pompe

Surriscaldamento dell’acqua

Funzionamento di una pompa tradizionalecon valvole termostatiche a due vie

Pom

pa in

con

dizi

oni n

orm

ali

di s

urris

cald

amen

toPo

mpa

in c

ondi

zion

i

Valvola termostatica

Illustrazione surriscaldamento acquacon basse portate attraverso la caldaia

Involucro camera di combustionezona di accumulo calore

IDRAULICA10

Quadro riassuntivo dei possibili inconvenienti connessi all'uso delle valvole termostatiche a due vie

Bloc

co d

ella

val

vola

di

inte

rcet

tazi

one

del c

ombu

stibi

lepe

r su

rris

cald

amen

to d

ell'a

cqua

Rumorosità delle valvole

Blocco del termostato a riarmo manuale per surriscaldamento dell'acqua

Surriscaldamento e possibile"bruciatura" dell'elettropompa

Danni alla membrana delvaso di espansione per

surriscaldamento dell'acqua

IDRAULICA 11

Per evitare gli inconvenienti connessi all’usodelle valvole termostatiche a due vie si puòricorrere all’aiuto dei seguenti dispositivi diequilibratura:

1. valvole di sfioro,

2. regolatori di pressione differenziale a membrana,

3. pompe a velocità variabile,

4. autoflow.

Sono valvole a molla che servono arealizzare by-pass per limitare la differenza dipressione fra due punti dell’impianto.

Sono costituite essenzialmente da unamanopola di regolazione, da una molla internadi contrasto e da un otturatore.

L’otturatore apre il circuito di by-pass soloquando è sottoposto ad una pressionedifferenziale superiore a quella impostata sullamanopola di regolazione.

Queste valvole sono installate sia a by-passdell’impianto, sia a by-pass delle pompe. Lasoluzione che prevede il by-pass dell’impiantoè in genere preferibile perchè assicura lacircolazione del fluido attraverso la caldaiaanche a valvole termostatiche chiuse.

Le valvole di sfioro sono valvole chepresentano il vantaggio di essere pococostose. Tuttavia, in zona caldaia e con acque“dure”, sono esposte al pericolo del calcareche può “incollare” alla sede i loro otturatori.

Dispositivi di equilibraturaper impianti con valvoletermostatiche a due vie

Valvole di sfioro

Valvola di sfioro in sezione

Valvole di sfioro (esempi di messa in opera)

Valvola termostatica

insta

llata

a b

y-pa

ss d

ell'i

mpi

anto

Valv

ola

di s

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insta

llata

a b

y-pa

ss d

ella

pom

paVa

lvol

a di

sfio

ro

IDRAULICA12

Servono a mantenere costante lapressione differenziale fra due puntidell’impianto.

Sono essenzialmente costituiti da unamanopola (o da un cursore) di regolazione, duesonde per il rilievo della pressione e unotturatore comandato da una membrana.

Al variare della pressione differenziale,l’otturatore si apre, o si chiude, in modo damantenere costante la differenza di pressioneimpostata sulla manopola o sul cursore diregolazione.

Oltre che in posizione di by-pass, questiregolatori di pressione possono essere installatianche direttamente sulla rete di distribuzionedell’impianto.

I regolatori di pressione differenziale amembrana sono in grado di assicurare ottimeprestazioni. Non sono tuttavia molto utilizzatiperchè hanno un costo elevato e sono alquantoingombranti.

Regolatori di pressionedifferenziale a membrana

Regolatori di pressione a membrana(esempi di messa in opera)

Valvola termostatica

insta

llato

a b

y-pa

ss d

ell'i

mpi

anto

Rego

lato

re d

i pre

ssio

ne a

mem

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a

insta

llato

sul

rito

rno

dell'

impi

anto

Rego

lato

re d

i pre

ssio

ne a

mem

bran

a

+

--

Sezione di un regolatore di pressionedifferenziale a membrana

IDRAULICA 13

Sono pompe in grado di controllare eregolare automaticamente la pressionedifferenziale ceduta all’impianto. Possonolavorare sia a pressione costante, sia apressione proporzionale.

Nel primo caso (al di sotto di una certaportata) la pressione differenziale della pompaè mantenuta a livello costanteindipendentemente dalla quantità di fluido checircola nell’impianto.

Nel secondo caso invece (sempre al di sottodi una certa portata) la pressione differenzialedella pompa diminuisce col diminuire dellaquantità di fluido che circola nell’impianto.

Sono dispositivi in grado di mantenereautomaticamente costante la quantità difluido che passa attraverso le derivazioni sucui sono posti.

L’elemento regolatore di questi stabilizzatoridi portata è un pistone mobile con sezione dipassaggio a geometria variabile.

La relazione pressioni/portate degli autoflowpuò essere rappresentata con un diagrammadel tipo sotto riportato.

Nel contesto che stiamo esaminando gliautoflow consentono di attivare by-pass ingrado di assicurare (anche a valvoletermostatiche chiuse) una ben determinataportata attraverso il generatore di calore.

Pompe a velocità variabile Autoflow

Funzionamento pompa a pressione costante

Prev

alen

za

PortataSezione di un autoflow

Porta

ta

differenzialePressione

Portate di un autoflow

Campo di lavoro

Funzionamento pompa a pressione proporzionale

Prev

alen

za

Portata

IDRAULICA14

Nei precedenti capitoli abbiamo preso inesame sia gli inconvenienti che possono esserecausati dalle valvole termostatiche a due vie,sia i dispositivi normalmente utilizzati persuperare tali inconvenienti.

Di seguito proponiamo alcuni schemifunzionali per la conveniente realizzazionedegli impianti di maggior interesse generale,vale a dire:

1. gli impianti autonomi con caldaiette,

2. gli impianti autonomi con caldaie a terra per case unifamiliari,

3. gli impianti centralizzati per edifici multipiano,

4. gli impianti centralizzati per case a schiera.

Sono impianti dove (per il limitato spaziodisponibile) risulta ingombrante realizzare by-pass esterni di bilanciamento.

D’altra parte sono sempre più numerosi iproduttori che garantiscono l’equilibraturainterna delle loro caldaiette, assicurando cheesse sono in grado di evitare tutti i problemiconnessi al chiudersi delle valvoletermostatiche.

Purtroppo però queste assicurazionispesso e volentieri non corrispondono al vero.E ad aggravare la situazione concorre anche ilfatto che il progettista ha ben pochi mezzi perdifendersi: cioè ha ben pochi mezzi pervalutare “a priori” (dato che “a posteriori” ètroppo tardi) se si tratta di assicurazioniattendibili o meno.

Per cercare maggiori garanziesull’attendibilità di queste assicurazioni sipotrebbe essere indotti a sceglierepreferenzialmente caldaiette prodotte nei paesistranieri che possono contare su una lunga econsolidata tradizione per quanto riguardal’uso delle valvole termostatiche.

È una via però non del tutto sicura, perchèspesso in questi paesi si fa riferimento ad unarealtà ben diversa dalla nostra, basata sull’usodi valvole a tre e a quattro vie: cioè su valvoleche, come abbiamo visto, non richiedono alcundispositivo di equilibratura.

Può essere d’aiuto invece non accontentarsidi semplici e generiche dichiarazioni, maprocedere sulla base di un sano scetticismo.Può ad esempio risultare molto utile richiederee verificare altri dati tecnici ed elementi digaranzia, quali:

❐ il diagramma prevalenza/portata agli attacchi della caldaia esteso fino a portata nulla.A ben poco serve invece il semplice diagramma di lavoro della pompa;

❐ una chiara descrizione del sistema di equilibratura attestante se la pressione differenziale massima è fissa oppure regolabile.In ogni caso deve essere possibile lavorare anche per portate piccole con differenze di pressione (fra andata e ritorno) non superiori ai 2.000 mm c.a.;

❐ garanzie che il sistema di equilibratura adottato non teme il calcare, o almeno non lo teme fino ad un certo grado di durezza dell’acqua.

Comunque le nostre esperienze in meritosono state talmente negative da indurci acontattare un produttore per farci predisporreapposite caldaiette con circolatore a portatavariabile e by-pass interno con autoflow: unasoluzione questa del tutto analoga a quella piùavanti riportata per gli impianti autonomi concaldaie a terra.

La realizzazione degliimpianti con valvoletermostatiche a due vie

Impianti autonomi con caldaiette

IDRAULICA 15

Abbiamo adottato anche (e lo adottiamotuttora con caldaiette della cui equilibraturainterna ci fidiamo poco) un sistema a“minizona”. Tale sistema (già proposto nel n. 6di Idraulica) consiste nell’affiancare alle valvoletermostatiche una minizona con valvole normalie autoflow, così come illustrato nel disegnosotto riportato.

La minizona (asservita ad un termostatoambiente) serve ad assicurare il passaggio diuna certa quantità di fluido nell’impianto e servepertanto a limitare lo sbilanciamento indottodalle valvole termostatiche.

L’autoflow (che può essere posto sul by-pass della valvola di zona o sul circuito chealimenta la zona stessa) serve a garantire unaportata costante sia a valvola aperta, sia avalvola chiusa.

L’autoflow è necessario perchè senza taledispositivo la valvola di zona in posizione dichiusura potrebbe “rubare” acqua (attraversola via facilitata del by-pass) ai corpi scaldantiregolati con valvole termostatiche.

Valv

ola

norm

ale

Valv

ola

term

osta

tica

Impianto autonomo del tipo a minizona

ZONA GIORNO

TA

Aut

oflo

wZONA NOTTE

IDRAULICA16

Per questi impianti possono essereconvenientemente adottate due soluzioni: laprima con gruppo preassemblato diregolazione climatica, la seconda con pompa avelocità variabile e by-pass con autoflow.

La prima soluzione (cioè quella con gruppopreassemblato di regolazione) affida allevalvole termostatiche solo il compito di regolaregli apporti di calore gratuito e (grazie allaregolazione climatica di base) consente di:

❐ tenere in circolazione fluido alla minor temperatura possibile;

❐ assicurare superfici dei radiatori generalmente calde in modo omogeneo;

❐ limitare i fenomeni di combustione del pulviscolo atmosferico (Idraulica n. 9).

Gruppo di regolazione termica Caleffi 150costituito da:- valvola di regolazione a quattro vie,- regolatore climatico,- elettropompa,- valvola di sfioro.

Impianti con caldaie a terra per case unifamiliari

0,25

0,5

0,75

1,0

1,25

1,5

1,75

2,0

2,25100

80

60

40

20-20-15-10-505101520

12

3

6

9

18 1716

15

1413

1211

10

9

8

7654

3

21

2423

22

21

2019

WATCH

CALEFFI

0,25

0,5

0,75

1,01,25

1,5

1,75

2,0

2,25

20

Impianto autonomo con gruppo termico

Sondaesterna regolazione

termica

Gruppo di

termostaticaValvola

Orologioprogrammatore

IDRAULICA 17

La seconda soluzione, cioè quella conpompa a velocità variabile e autoflow, presentasoprattutto il vantaggio di costare meno dellaprima. Non può vantare tuttavia le stesseprestazioni.

Con questa soluzione il fluido è distribuito atemperatura costante e pertanto compete soloalle valvole termostatiche il compito di regolarela temperatura ambiente.

La pompa a velocità variabile serve a tenersotto controllo gli incrementi di pressionenell’impianto.

Il by-pass con autoflow serve invece adassicurare una circolazione minima (possonobastare 200-250 l/h) attraverso il generatore dicalore.

Nei due schemi proposti è stato previstoanche un circuito per ventilconvettori.

Solitamente infatti in questo tipo di case cisono locali (ad esempio taverne o lavanderie)che vengono riscaldati solo saltuariamente eche pertanto richiedono una rapida messa aregime: prestazione questa che non può essereottenuta con radiatori o con convettori.

Per la regolazione dei ventilconvettori èconsigliabile prevedere:

❐ un orologio programmatore;

❐ termostati ambiente che agiscono sui ventilatori;

❐ termostati di minima che disattivano i ventilatori quando la temperatura del fluido è inferiore a 45°C.

Autoflow

Impianto autonomo con pompa a velocità variabile e autoflow

a velocità variabilePompa

termostaticaValvola

Orologioprogrammatore

V

IDRAULICA18

Per questi impianti (a differenza di quantoavviene per quelli autonomi) può non bastaretener sotto controllo la pressione differenzialein centrale termica per evitare il formarsi inrete di pressioni troppo alte.

Un esempio può servire a meglio chiarirequesta affermazione.

Si consideri l’impianto il cui schemafunzionale è sotto riportato e lo si consideridotato di una pompa a velocità variabile conregolatore a pressione costante tarato a 6.000mm c.a. (pressione minima necessaria perassicurare la portata richiesta a valvole aperte).

Si consideri poi l’impianto funzionante conuna sola valvola aperta.

In questo caso l’esigua portata incircolazione rende minime le perdite di caricotra la caldaia e il radiatore aperto, quindi lapompa “spende” la maggior parte della suaprevalenza sulla valvola di tale radiatore.

Nel caso specifico in esame si può ritenereche la pompa “spenda” sulla valvola rimastaaperta non meno di 4.000 mm c.a.: pressionetroppo alta per garantire il funzionamentosilenzioso della valvola stessa.

D’altra parte anche con pompe regolate apressione proporzionale si possono avereproblemi. Infatti con queste pompe (ved.relativo diagramma di funzionamento) ad unacerta portata corrisponde una sola e bendefinita pressione: pressione che (sempreprocedendo per casi estremi) può esseretroppo alta quando si deve servire solo il primoradiatore e troppo bassa quando si deveservire solo l’ultimo.

Impianti centralizzatiper edifici multipiano

Autoflow

∆p c

osta

nte

= 6.

000

mm

c.a

.

Pom

pa a

vel

ocità

var

iabi

le

Valvola di taratura

V

IDRAULICA 19

Gli impianti centralizzati con valvoletermostatiche a due vie possono presentaredunque caratteristiche e modi di funzionare cherichiedono un controllo delle pressionidifferenziali non solo in centrale termica maanche lungo la rete di distribuzione. In generaleè necessaria l’equilibratura lungo la retequando le pompe funzionano con prevalenzeche superano i 4.000 mm c.a..

Per la realizzazione di questi impianti sipropongono due soluzioni: la prima valida perimpianti di medie dimensioni, la seconda perimpianti di grandi dimensioni.

La prima soluzione (ved. schema sottoriportato) prevede l’uso dei seguenti materiali eapparecchiature:

❐ una pompa a velocità variabile con regolatore tarato a pressione costante;

❐ un autoflow installato in centrale termica per assicurare una portata minima attraverso la caldaia;

❐ autoflow da installare alla base delle colonne per bilanciare l’impianto a valvole aperte;

❐ valvole di sfioro da porsi alla base (o alla sommità) delle colonne per tener sotto controllo le pressioni differenziali in rete.

V

Pom

pa a

vel

ocità

var

iabi

le

Soluzione proposta per impianti di medie dimensioni

Autoflow

Autoflow

Valvola di sfioro

IDRAULICA20

Quale seconda soluzione (valida perimpianti di grandi dimensioni) si propone untipo d’impianto sostanzialmente simile alprecedente. L’unica variante riguarda laposizione delle valvole di sfioro da porsi non piùalla base delle colonne ma su ogni derivazionedi zona.

Con un controllo così diffuso delle pressionidifferenziali si ha la certezza di poter garantiread ogni zona corrette condizioni difunzionamento, comunque possano variare lepressioni differenziali lungo la rete didistribuzione orizzontale o lungo le colonne.

Pom

pa a

vel

ocità

var

iabi

le

Autoflow

Soluzione proposta per impianti di grandi dimensioni

Valvola di sfioro

Autoflow

V

IDRAULICA 21

Anche per questi impianti (per le stesseragioni viste al sottocapitolo precedente) puònon bastare tener sotto controllo la pressionedifferenziale in centrale termica e in genere ènecessario realizzare un’equilibratura lungo larete quando le pompe funzionano conprevalenze che superano i 4.000 mm c.a..

La soluzione proposta per questi impiantiprevede l’uso di regolatori a membrana.

In merito si può osservare che nella tipologiaedilizia in esame l’uso dei regolatori amembrana non comporta problemi d’ingombro:problemi che invece sussistono nel caso dellederivazioni di zona da realizzarsi in edificimultipiano.

Il maggior costo (rispetto ad altriequilibratori di pressione) può inoltre esseregiustificato considerando che in questasoluzione i regolatori svolgono una duplicefunzione: quella di equilibratori sia a valvoleaperte, sia a valvole chiuse. Svolgono cioèl’azione che nei casi precedenti è affidataseparatamente agli autoflow e alle valvole disfioro.

Impianti centralizzatiper case a schiera

Pom

pa a

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Aut

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Soluzione proposta per case a schiera

V

IDRAULICA22

Come precisato in premessa, i vari tipid’impianto proposti in questo articolo sono giàstati realizzati e funzionano da almeno dueanni.

Gli unici inconvenienti riscontrati riguardanoil funzionamento degli impianti centralizzatimultipiano, dove spesso abbiamo trovatovalvole di sfioro starate sia nelle cassette dizona, sia ai piedi di colonna.

Per evitare questi inconvenienti sarebbestato molto utile avere a disposizione valvole disfioro a taratura fissa da installarsi nellecassette di zona. Ad esempio valvole tarate a2.000 mm c.a. avrebbero potuto garantire ilbuon funzionamento di qualsiasi zona,impedire sovrappressioni e proteggere dastarature

Valvole di sfioro a taratura fissa nonsarebbero state invece utili per le colonne,dove (a differenza di quanto avviene per lezone) è impossibile stabilire valori prefissati ditaratura generalmente validi.

Per le installazioni a piede di colonnasarebbe stato però molto utile avere adisposizione valvole con sistemi di bloccaggiodella taratura e con indicatori della pressionedifferenziale. Questi indicatori avrebbero resopiù semplici le operazioni di controllo e diverifica, dato che è troppo laborioso effettuaremisure con gli appositi strumenti.

Siamo comunque certi che per larealizzazione degli impianti con valvoletermostatiche saranno presto disponibili nuoviprodotti in grado di consentire soluzioni semprepiù facili e affidabili. D’altra parte si tratta diimpianti relativamente nuovi dove sussistonoampi spazi per l’innovazione e la messa apunto di nuove tecniche.

Se gli sviluppi del mercato ce ne darannol’occasione, ritorneremo ancora su questoargomento che riteniamo di notevoleimportanza. E ci ritorneremo magari perrivedere alcune posizioni o per proporre nuovischemi più in sintonia con l’evolversi delletecniche impiantistiche.

Contiamo inoltre di poter presto arricchire la nostra offerta con:

regolatori di pressione differenziale a membrana, collettori di zona autoequilibranti,valvole di sfioro a taratura fissa,

valvole di sfioro con indicatori di pressione.

Da anni in Caleffi seguiamo con molta attenzione il graduale svilupparsi eaffermarsi degli impianti a valvole termostatiche. Per questo nel nostrocatalogo è possibile trovare un completo ed aggiornato assortimento di

valvole e articoli tecnici per questi impianti. In particolare è possibile trovare:

valvole termostatiche a due vie,valvole termostatiche a quattro vie,

valvole termostatiche a sistema misto,valvole di sfioro,

autoflow.

Conclusioni

IDRAULICA 23

PANORAMA

COMANDO TERMOSTATICO SERIE 200

SEZIONE TERMOSTATICA

TERMOSTATICA

Principio di funzionamentoIl dispositivo di comando è un elementosensibile a liquido costituito da un soffiettocontenente all'interno una parte di liquido ed ilsuo vapore saturo.L'equilibrio fra liquido e vapore saturo èdirettamente influenzato dalla temperatura:quando questa aumenta, parte del liquido sitrasforma in vapore provocando un'espansionedi volume nel soffietto, che a sua volta si dilata.Con la diminuzione della temperatura si verificail processo inverso, provocando unoschiacciamento del soffietto dovuto allacontropressione esercitata da una molla.Gli spostamenti meccanici dell'elementosensibile provocano, mediante il collegamentoassicurato dall'asta, l'apertura o la chiusuradell'otturatore valvola regolando in tal modo ilflusso nel corpo scaldante.

LE NUOVE VALVOLETERMOSTATICHE CALEFFI

IDRAULICA24

PANORAMA

Serie 200Comando termostatico per valvoleradiatori; sensore incorporato conelemento sensibile a liquido.Scala graduata per la regolazione da0 a 5 corrispondente ad un campo ditemperatura da 0 a 30°C.Possibilità di limitazione e bloccaggiodella manopola.

Serie 200+209Comando termostatico per valvoleradiatori con regolazione protettaantimanomissione per impieghi inlocali pubblici; sensore incorporatocon elemento sensibile a liquido.Scala graduata per la regolazione da0 a 5 corrispondente ad un campo ditemperatura da 0 a 30°C.

La sequenza a fianco riportata illustra le semplicioperazioni necessarie alla trasformazione di una valvolatermostatizzabile Caleffi in valvola termostatica SENZAALCUN INTERVENTO IDRAULICO.

Serie 201Comando termostatico per valvoleradiatori con sensore a distanza.Stesse caratteristiche del comandoserie 200.

Lunghezza deltubo capillare2 m.

COMANDI TERMOSTATICICALEFFI Serie 200 EN 215

IDRAULICA 25

PANORAMA

Serie 455Valvola termosifone per impianti monotubotrasformabile per impianti bitubo, predispostaper comandi termostatici. Manopola dicomando manuale.Attacchi per tubo rame e plastica semplice e

multistrato.

Dimensioni: 1/2",3/4", 1" al radiatore;

Ø 23 p.1,5 alla tubazione.Sonda in ottone.

Serie 220 - 221Valvole termosifone predisposteper comandi termostatici.Attacchi per tubazioni in ferro: a squadra serie220, diritti serie 221.

Dimensioni: 3/8" - 1/2" - 3/4".

Serie 224Valvola termosifone predispostaper comandi termostatici. Corpo "reverso" per l'utilizzo di valvole

monotubo consonda esterna,serie 452 e 328.Attacchi pertubazioni in ferro.Dimensioni: 1/2”.

VALVOLE TERMOSTATIZZABILI E TERMOSTATICHE CONRACCORDI PER TUBO RAME E PLASTICA CALEFFI

Serie 437Raccordo meccanico,per tubo rame,a TENUTA O-RING.

Serie 681Raccordo a diametroautoadattabile per tubi in materiale plastico,semplice e multistrato.Brevettato.

437010437012437014437015437016

Ø 23 p. 1,5Ø 23 p. 1,5Ø 23 p. 1,5Ø 23 p. 1,5Ø 23 p. 1,5

Ø 10Ø 12Ø 14Ø 15Ø 16

Codice

681000681001681002681006681015681017681026681035681044

Ø 23 p.1,5Ø 23 p.1,5Ø 23 p.1,5Ø 23 p.1,5Ø 23 p.1,5Ø 23 p.1,5Ø 23 p.1,5Ø 23 p.1,5Ø 23 p.1,5

17,5-18,019,0-19,519,0-19,519,5-10,010,5-11,010,5-11,011,5-12,012,5-13,013,5-14,0

12-1412-1414-1614-1614-1616-1816-1816-1816-18

Codice Øinterno Øesterno

Serie 338 - 339Valvole termosifone predisposte per comanditermostatici. Manopola di comando manuale.Attacchi per tubo rame e plastica semplice emultistrato: a squadra serie 338, diritti serie339.

Dimensioni: 3/8" e 1/2" al radiatore;23 p.1,5 alla tubazione.

EN 215

EN 215

IDRAULICA26

PANORAMA

Caratteristiche tecnichePressione massima d'esercizio: 10 barPressione differenziale massima: 1 barTemperatura massima d'esercizio: 100°CTemperatura ambiente massima: 50°CScala di regolazione: da 0 a 5Campo di regolazione della temperatura: 0 ÷ 30°CIntervento antigelo: 7°CIsteresi: 0,3 K

* Il kv è riferito alla banda proporzionale 2K

Scala di regolazione

Caratteristiche fluidodinamiche(banda proporzionale 2K)

VALVOLE TERMOSTATICHE CALEFFI

∆P (mm c.a.)

2000

1200140016001800

2500

20

12141618

25

∆P (kPa)

201012 14

100

100

Q (l/h)

50

200

500

16 18 25 30 35 40 4550

60 70 80 90 120

140

160

180

200 25

0

300

350

400

450

90807060

354045

120140160180

250300350400450

1

0,5

0,90,80,70,6

0,350,40,45

1,21,41,61,8

2,533,544,5

2

1000

500

900800700600

10

5

9876

3000 30

3/8"

1/2"

3/4"

30 0,3

CODICE ATTACCO kv (m3/h) *3/8" a squadra1/2" a squadra3/4" a squadra3/8" diritta1/2" diritta3/4" diritta1/2" reversa

0,640,640,810,590,670,820,65

220300220400220500221300221400221500224400

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