Bilanciamento termostatico con valvole RTB
Lo scopo del bilanciamento idraulico
è fornire la giusta quantità di acqua a ciascun consumatore in una rete di distribuzione. Non deve essere troppo piccolo, perché altrimenti l'utenza non sarà sufficientemente rifornita di calore. Ma non deve nemmeno essere troppo grande, perché altrimenti la sua temperatura di ritorno aumenterà troppo, l'alimentazione delle altre utenze sarà compromessa e l'efficienza della rete diminuirà. Ma qual è la quantità "giusta" di acqua?
In linea di principio
Nei sistemi di riscaldamento ad acqua circolante, la seguente regola del tre si applica alla potenza termica Q' emessa da uno scambiatore di calore, alla portata V' e alla differenza di temperatura ΔT, dove c contiene la capacità termica dell'acqua come costante:
Q' = c - V' - ΔT
La potenza termica fornita a un'utenza è quindi proporzionale al prodotto della portata e della differenza di temperatura.
Q' ~ V' - ΔT
È quindi possibile fornire la stessa potenza raffreddando un po' una grande quantità d'acqua o un po' di più una piccola quantità d'acqua.
Una buona approssimazione per la capacità termica dell'acqua è
c = 4,2 J/(g-K) = 1 cal
Ciò significa che si possono estrarre 4,2 joule di calore raffreddando 1 g d'acqua di 1 K. Allo stesso modo, si possono raffreddare ½ g di acqua di 2 K o ¼ g di acqua di 4 K. Questa quantità di calore veniva chiamata caloria.
1 W = 1 J/s
Poiché un watt è la potenza alla quale viene trasportata la quantità di calore di un joule al secondo, il tasso di consumo di energia di cui sopra può essere scritto in unità standard come segue:
Q' [kW] = 7/6 - V' [m³/h] - ΔT [K]
Ciò significa, ad esempio, che
un'utenza con una potenza nominale di 28 kW, progettata per una differenza di temperatura nominale di 20 K, ha una portata volumetrica nominale di 1,2 m³/h:
V' [m³/h] = 6/7 - 28 kW / 20 K = 1,2 m³/h
Questi dati nominali devono sempre essere ricavati dalle specifiche di potenza riportate sulla targhetta o dalla scheda tecnica!
Bilanciamento idraulico
è quello di limitare il flusso attraverso questa utenza a questo valore nominale; a tale scopo si utilizzano valvole di controllo della portata e della pressione differenziale.
Ma cosa succede se l'utente assorbe meno della potenza nominale? Ad esempio:
- perché si tratta di un riscaldatore d'aria il cui ventilatore è spento da un termostato ambiente elettrico?
- perché si tratta di un serbatoio di stoccaggio dell'acqua potabile che deve coprire solo le perdite in standby della circolazione?
Se la quantità d'acqua V' non viene adattata alla potenza ridotta Q', allora la differenza di temperatura ΔT deve essere ridotta perché Q' ~ V' - ΔT! Tuttavia, una riduzione della differenza di temperatura può significare solo un aumento della temperatura di ritorno, perché la temperatura di mandata nella rete rimane costante.
Nessuno Bilanciamento termostatico dei riscaldatori d'aria senza Valvola RTB
Nessuna equalizzazione termostatica del bollitore senza valvola RTB
Poiché la portata volumetrica è quindi costante (cV') senza l'installazione di valvole RTB (limitatori della temperatura di ritorno), anche se il bilanciamento idronico è stato eseguito correttamente, la temperatura di ritorno può raggiungere il suo valore minimo solo quando i ventilatori di tutti i riscaldatori d'aria sono in funzione contemporaneamente o il serbatoio dell'acqua calda sanitaria sta riscaldando acqua fredda fresca. Tuttavia, poiché non è sempre così, un sistema di caldaie a condensazione, ad esempio, non può mai funzionare costantemente in modalità di condensazione o un sistema solare termico non può mai sfruttare appieno il suo potenziale di rendimento.
Il bilanciamento termostatico è
Un metodo molto semplice per risolvere questo problema consiste nell'installare un limitatore della temperatura di ritorno (RTL) in ogni singola linea di utenza in parallelo. Questa valvola termostatica limita la temperatura di ritorno al valore massimo impostato. Se la temperatura scende al di sotto di questo valore, la valvola è completamente aperta; se invece supera questo valore, la valvola viene chiusa a una portata minima di circa 1% del valore nominale. Il sensore deve essere installato il più vicino possibile all'uscita dell'utenza per ridurre al minimo il tempo di risposta, particolarmente importante per i riscaldatori ad aria. La portata minima non solo riduce il tempo di risposta, ma assicura anche un'immediata partenza a caldo e garantisce la protezione dal gelo.
Bilanciamento termostatico dei riscaldatori d'aria con Valvola RTB
Termostatico Sincronizzazione della memoria con Valvola RTB
Un piacevole effetto collaterale
Il vantaggio di questa misura semplice ed efficiente è che in futuro non sarà più necessario installare valvole di regolazione della portata e della pressione differenziale: È sufficiente impostare tutte le utenze, come i riscaldatori d'aria o i serbatoi di acqua potabile nella rete di tubazioni, su una specifica differenza di temperatura, determinare la corrispondente temperatura di mandata e impostare tutte le valvole RTB sulla corrispondente temperatura di ritorno.
Ad esempio: riscaldatori d'aria
Si supponga che i riscaldatori d'aria siano tutti impostati a 70/50°C alla potenza nominale. Selezionare quindi la pendenza della curva di riscaldamento di conseguenza e impostare le valvole RTB a 50°C. Se fa troppo freddo quando fa molto freddo, aumentare la pendenza della curva di riscaldamento; se la temperatura di ritorno sale troppo quando fa poco freddo, abbassare i valori massimi delle temperature di ritorno alle valvole RTB. Abbassare il più possibile i valori massimi delle temperature di ritorno. Un valore pratico si è dimostrato essere 40-45°C con una temperatura di mandata di 75-80°C nel caso di progetto (carico nominale). La velocità del ventilatore deve essere impostata sul valore più basso possibile, che aumenta la temperatura di uscita dell'aria e riduce le correnti d'aria e il rumore. La temperatura di ritorno non deve mai scendere al di sotto della temperatura dell'aria aspirata dai riscaldatori d'aria.
Ad esempio: serbatoi di stoccaggio dell'acqua potabile
L'aspetto più importante del caricamento del bollitore è che il bollitore venga caricato in un'unica soluzione senza interrompere il bruciatore. A tal fine, la temperatura di mandata della caldaia deve essere impostata al massimo in modalità di caricamento. A questo punto, la temperatura di ritorno può essere limitata a un valore appena inferiore alla temperatura di ritorno del circuito. I valori pratici per i piccoli impianti (secondo TrinkwV) si sono dimostrati compresi tra 45 e 55°C. Per i grandi impianti (secondo TrinkwV) si dovrebbero scegliere almeno 55°C e 70°C per la disinfezione termica. In tutti questi casi, la temperatura di mandata in modalità di carica dovrebbe essere di almeno 85°C. Queste informazioni corrispondono alle conclusioni del Dichiarazione dell'Agenzia federale per l'ambiente "Risparmio energetico nel riscaldamento dell'acqua - Compatibilità tra risparmio energetico e requisiti igienici per l'acqua potabile" del settembre 2011.. Vorremmo inoltre cogliere l'occasione per sottolineare il legame tra Igiene dell'acqua potabile e qualità della superficie del serbatoio fare riferimento a.
La pompa di circolazione
è dimensionato come prima al volume d'acqua totale di tutte le utenze alla potenza nominale e impostato sul valore nominale più basso possibile nella modalità di funzionamento "Pressione differenziale costante (cΔp)". Solo in casi particolari ed eccezionali sono ammessi valori superiori a
Δp = 250mbar = 2,5mWS
raccomandato. Tali eccezioni sono, ad esempio, i moduli decentralizzati per l'acqua dolce nelle stazioni domestiche senza pompa propria con valvole proporzionali senza energia ausiliaria.
Esempio di ristrutturazione di successo di un impianto di produzione
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