Sezioni dell’articolo
- Qual è l’essenza del bilanciamento
- Funzionalità di utilizzo con diversi tipi di cablaggio
- Modellistica computazionale
- Il modo empirico
- Debug in modalità automatica
I sistemi di riscaldamento di quasi tutte le configurazioni richiedono il bilanciamento, l’unica eccezione è il cablaggio sul circuito Tichelman. Prenderemo in considerazione tre possibili modi per bilanciare, parlare dei vantaggi, degli svantaggi e dell’adeguatezza di ciascuno dei metodi e dare consigli pratici..
Qual è l’essenza del bilanciamento
I sistemi di riscaldamento idraulico sono considerati i più complessi. Il loro lavoro efficace è possibile solo con una profonda comprensione dei processi fisici nascosti dall’osservazione visiva. Il funzionamento congiunto di tutti i dispositivi dovrebbe garantire l’assorbimento della massima quantità di calore da parte del vettore di calore e la sua distribuzione uniforme su tutti i dispositivi di riscaldamento di ciascun circuito.
La modalità operativa di ciascun sistema idraulico si basa sulla relazione di due valori inversamente proporzionali: resistenza idraulica e capacità di flusso. Sono loro che determinano la portata del liquido di raffreddamento in ciascun nodo e parte del sistema, e quindi la quantità di calore fornita ai radiatori. Nel caso generale, il calcolo della portata per ciascun singolo radiatore riflette un elevato grado di disomogeneità: più il dispositivo di riscaldamento proviene dall’unità di riscaldamento, maggiore è l’influenza della resistenza idrodinamica di tubi e rami, rispettivamente, il refrigerante circola a una velocità inferiore.
Il compito di bilanciare il sistema di riscaldamento è garantire che il flusso in ciascuna parte del sistema abbia approssimativamente la stessa intensità anche con cambiamenti temporanei nelle modalità operative. Un attento bilanciamento consente di raggiungere uno stato in cui la regolazione individuale delle teste termostatiche non influisce in modo significativo su altri elementi del sistema. Allo stesso tempo, la stessa possibilità di bilanciamento dovrebbe essere prevista anche in fase di progettazione e installazione, poiché per configurare il sistema sono necessari sia accessori speciali che dati tecnici per le apparecchiature del locale caldaie. In particolare, è obbligatorio installare valvole di intercettazione su ciascun radiatore, nelle persone comuni chiamate strozzatori.
Funzionalità di utilizzo con diversi tipi di cablaggio
I sistemi di riscaldamento monotubo sono i più facili da regolare per il bilanciamento. Ciò è dovuto al fatto che il flusso totale attraverso il radiatore e il bypass di collegamento è sempre lo stesso e non dipende dalla portata dei raccordi installati. Pertanto, in sistemi come “Leningradka” il lavoro non è tanto sull’equilibratura del flusso, ma sull’equazione per la quantità di calore rilasciata dal refrigerante nei radiatori. In poche parole, l’obiettivo principale del bilanciamento in questo caso è garantire che l’acqua scorra verso il radiatore più distante a una temperatura sufficientemente elevata..
Nei sistemi senza uscita a due tubi si applica un principio leggermente diverso. Ogni radiatore del sistema è una sorta di shunt, la cui resistenza idraulica è inferiore a quella del resto del gruppo situato più avanti nella direzione del flusso. Per questo motivo, una parte significativa del liquido di raffreddamento scorre attraverso lo shunt verso l’unità di riscaldamento, mentre la circolazione ulteriore attraverso il sistema ha un’intensità molto più bassa. In tali sistemi di riscaldamento, è necessario lavorare con precisione sull’equalizzazione del flusso in ciascun radiatore modificando la portata dei raccordi.
I sistemi di riscaldamento associati a due tubi non richiedono affatto il bilanciamento, ma allo stesso tempo hanno un consumo di materiale relativamente elevato. Questa è la bellezza del circuito Tichelmann: il percorso che il refrigerante percorre nel circuito di ciascun radiatore è approssimativamente lo stesso, grazie al quale viene automaticamente mantenuta l’equivalenza del flusso in ciascun punto del sistema. La situazione è simile con i sistemi di riscaldamento radiante e il riscaldamento a pavimento: l’equalizzazione del flusso viene eseguita su un collettore comune utilizzando flussometri a galleggiante.
Modellistica computazionale
Il metodo di regolazione più costruttivo e corretto consiste nella costruzione di un modello di progettazione del sistema di riscaldamento idraulico. Questo può essere fatto con software come Danfoss CO e Valtec.PRG o con prodotti a pagamento come AutoSnab 3D. Non dovresti avere paura del software a pagamento: come vedrai in seguito, il suo costo non può essere confrontato con il costo di speciali dispositivi di bilanciamento automatico, mentre la progettazione calcolata del sistema idraulico fornirà un quadro completo del sistema, delle sue modalità di funzionamento e dei processi fisici che si verificano in ogni punto.
Il bilanciamento mediante calcoli software viene eseguito costruendo una copia virtuale esatta del sistema di riscaldamento. In diversi ambienti di lavoro, il meccanismo di modellazione procede con alcune differenze, tuttavia, tutti i programmi di questo tipo hanno un’interfaccia intuitiva e intuitiva. È molto importante che la costruzione sia eseguita in modo molto accurato: con l’indicazione di ogni raccordo, elemento di rinforzo, curve e diramazioni presenti nel sistema reale. Ecco di cosa hai bisogno i dati iniziali:
- dati del passaporto della caldaia: potenza, efficienza, programma del flusso di pressione, pressione di esercizio.
- informazioni sulla pompa di circolazione: portata e prevalenza;
- tipo di liquido refrigerante;
- materiale e foro nominale dei tubi, temperatura del loro ambiente;
- informazioni tecniche su tutte le valvole di intercettazione e controllo, coefficienti di resistenza locali (LRR) di ciascun elemento;
- dati del passaporto per le valvole di intercettazione, la dipendenza della loro capacità dalla caduta di pressione e il grado di apertura.
Dopo aver costruito un modello del sistema, tutto il lavoro viene ridotto per garantire l’uguaglianza della portata del liquido di raffreddamento su ciascun radiatore. Per fare questo, sottovalutare artificialmente la portata delle valvole di intercettazione su quei radiatori e circuiti in cui vi è un aumento significativo del flusso rispetto al resto. Una volta completato il bilanciamento virtuale, i Kv vengono scritti per ciascun radiatore, ovvero i coefficienti di larghezza di banda. Utilizzando una tabella o un grafico dal passaporto della valvola, viene determinato il numero richiesto di giri dell’asta di controllo, dopo di che questi dati vengono utilizzati per bilanciare il sistema reale in natura.
Il modo empirico
Naturalmente, è possibile regolare il sistema di riscaldamento con un massimo di dieci radiatori senza calcolo preliminare. Tuttavia, questo metodo è piuttosto laborioso e richiede tempo. Tra l’altro, con tale bilanciamento, non è possibile prevedere una variazione della portata durante il funzionamento delle teste termostatiche, il che riduce notevolmente l’accuratezza del bilanciamento.
L’algoritmo di bilanciamento manuale è semplice, innanzitutto è necessario spegnere assolutamente tutti i radiatori nel sistema. Questo viene fatto per abbinare il più possibile la temperatura del liquido di raffreddamento all’ingresso e all’uscita dell’unità di riscaldamento. L’intero processo dura circa un’ora, mentre è necessario impostare la pompa di circolazione alla massima velocità e assicurarsi che non vi siano blocchi d’aria nel sistema..
Il prossimo passo è aprire completamente la valvola di intercettazione sul radiatore più lontano (spesso questa valvola non è installata sull’ultimo radiatore). Dopo 10-15 minuti, viene misurata la temperatura di riscaldamento del radiatore più esterno e con ulteriore bilanciamento verrà utilizzato come riferimento.
Successivamente, è necessario aprire leggermente la valvola di intercettazione sul penultimo radiatore. Il grado di apertura deve essere tale che il riscaldamento si verifichi fino alla temperatura di riferimento e allo stesso tempo la temperatura di riscaldamento sull’ultimo radiatore non diminuisca. Il bordo è molto sottile e il lavoro è notevolmente complicato dall’inerzia dei radiatori: dopo ogni cambio di posizione dello stelo della valvola, attendere almeno 15 minuti su un radiatore in alluminio e circa 30-40 minuti su un radiatore in ghisa. Questo è il punto centrale del bilanciamento manuale: spostandosi dal radiatore più distante al primo della catena, è necessario ridurre il rendimento, garantendo che la stessa temperatura venga mantenuta su ciascun dispositivo di riscaldamento. La regolazione dovrebbe essere eseguita in modo molto preciso e accurato, poiché un forte aumento della portata nel mezzo del circuito porterà a un calo della temperatura nella sua parte distante, quindi ci vorranno altri 15-20 minuti per riportare il sistema al suo stato originale.
Debug in modalità automatica
Esiste una sorta di via di mezzo tra i due metodi sopra descritti. Attrezzature speciali per il bilanciamento automatico dei sistemi di riscaldamento idraulico consentono una regolazione con precisione molto elevata e in tempi abbastanza brevi. Al momento, la principale soluzione tecnica per tali scopi è considerata la pompa “intelligente” Grundfos ALPHA 3, dotata di un trasmettitore rimovibile, nonché un’applicazione proprietaria per dispositivi mobili. Il prezzo medio di un set di attrezzature è di circa $ 300.
Qual è l’essenza dell’impresa? La pompa ha un flussimetro incorporato e può comunicare con uno smartphone o un tablet, dove vengono elaborate tutte le informazioni. L’app funziona come una guida: guida l’utente passo dopo passo e indica quali manipolazioni devono essere eseguite su diverse parti del sistema di riscaldamento. Allo stesso tempo, le singole stanze con un numero specificato di dispositivi di riscaldamento vengono salvate nel database dell’applicazione, è possibile selezionare diversi tipi di radiatori, indicarne la potenza, gli standard di riscaldamento richiesti e altri dati.
Il processo è estremamente semplice e dimostra completamente l’algoritmo del programma. Dopo l’abbinamento con il trasmettitore e la preparazione per il funzionamento, tutti i radiatori vengono scollegati dal sistema, questo è necessario per misurare il flusso zero. Le valvole di intercettazione su ciascun radiatore vengono quindi completamente aperte a turno. Allo stesso tempo, il flussimetro nella pompa rileva le variazioni del flusso e determina la portata massima di ciascun dispositivo di riscaldamento. Dopo che tutti i radiatori sono stati immessi nella base del programma, vengono regolati individualmente..
L’impostazione della valvola di intercettazione sui radiatori avviene in tempo reale. L’applicazione ha una valida indicazione della capacità di lavorare in luoghi difficili da raggiungere. Il bilanciamento richiede una regolazione fine dell’asta di arresto in una posizione tale che il flusso di corrente nel sistema sia uguale al valore raccomandato dal programma. Al termine del lavoro con ciascun radiatore, l’applicazione genera un rapporto che include tutti i dispositivi di riscaldamento del sistema e la portata del liquido di raffreddamento in essi contenuti. Dopo il bilanciamento, la pompa ALPHA 3 può essere rimossa e sostituita con un’altra con gli stessi parametri prestazionali..
Come posso bilanciare il mio sistema di riscaldamento per garantire una temperatura equilibrata in tutte le stanze della mia casa?