Bilanciamento idraulico automatico
I vantaggi in sintesi
- Bilanciamento idraulico eseguito in pochissimo tempo
- Controllo dinamico anziché fisso
- Risparmio medio di 20% sui costi di riscaldamento
- Soluzione permanente senza ostruzioni
- Riduzione del consumo energetico delle pompe di circolazione
- Può essere utilizzato come comando individuale per il riscaldamento a pannelli.
- Maggiore comfort e Maggiore efficienza
- Molte più applicazioni possibili rispetto ai soli circuiti di riscaldamento
Bilanciamento idraulico
Lo scopo del bilanciamento idronico in una rete di distribuzione è quello di fornire a ciascun consumatore la "giusta" quantità di acqua. Questa non deve essere troppo piccola, perché altrimenti il consumatore non sarà rifornito in modo adeguato; ma non deve nemmeno essere troppo grande, perché una fornitura eccessiva non va a vantaggio del consumatore, ma indebolisce solo il sistema e gli altri consumatori ricevono troppo poco. Ma poiché l'acqua prende sempre la strada di minor resistenza, questo non accade da solo. Il risultato desiderato non si concretizzerà da solo, cioè senza un intervento attivo nelle varie sottofiliere della rete di distribuzione. La domanda è quindi: qual è il modo migliore per raggiungere l'obiettivo di ottimizzare la fornitura a tutti i consumatori?
Ma con quale sforzo e con quale successo?
Una possibilità è quella di effettuare questi interventi manualmente: Si calcolano "semplicemente" le quantità d'acqua necessarie, si regolano di conseguenza le valvole delle singole sezioni e il gioco è fatto. Sarebbe bello, perché questo metodo presenta diversi svantaggi: in primo luogo, il calcolo e la successiva regolazione delle singole quantità d'acqua sono molto impegnativi e, in secondo luogo, il risultato è difficile da controllare e non è in grado di reagire al cambiamento delle esigenze: "volare alla cieca nella nebbia", per così dire.
Meglio ben regolato che fisso
Non c'è feedback sul livello di riempimento all'ingresso
Supponiamo di voler "sincronizzare" il riempimento della cassetta del water. Allora ci si chiede, ad esempio, quanti sciacquoni sono previsti al giorno e si imposta l'alimentazione di conseguenza. E tutti possono immaginare cosa succede se gli utenti soffrono di malattie intestinali o vanno in vacanza.
Il livello di riempimento controlla l'ingresso
Questo esempio è ovviamente volutamente esagerato: tutti sanno come si riempie una cassetta del water, ovvero tramite una valvola a galleggiante. Tuttavia, questo esempio illustra molto bene la differenza tra un'impostazione fissa e un controllo di livello, perché a differenza di un'impostazione fissa, in un sistema di controllo c'è sempre un feedback di informazioni che regola il valore di impostazione di conseguenza: Quanto più alto è il livello dell'acqua nella cisterna, tanto più basso è l'afflusso o, una volta raggiunto il livello desiderato, l'afflusso viene disattivato, in modo che né le malattie intestinali né i viaggi per le vacanze possano diventare un problema.
E che dire del "bilanciamento idraulico"? In questo caso si utilizza il metodo "calcola e imposta", anche se il calcolo si basa spesso su così tante ipotesi che il risultato deve essere localizzato a metà strada tra la coincidenza e la velleità, a causa di notevoli imprecisioni, almeno negli edifici esistenti. Se in seguito i singoli consumatori sono sottoalimentati, il sistema viene "riadattato" (alzato) finché non si adatta. E si adatta solo se nessun consumatore si lamenta. Quanto sia ottimale questo risultato finale non è dato saperlo.
Come può funzionare il "bilanciamento idraulico automatico"?
=> Temperatura di ritorno troppo alta
Una superficie riscaldante di qualsiasi tipo è uno scambiatore di calore attraverso il quale scorre l'acqua di riscaldamento da un lato e che è in contatto con il mezzo da riscaldare dall'altro. Cosa succede a uno scambiatore di calore di questo tipo se la portata dell'acqua di riscaldamento primaria (conduttrice di calore) è troppo elevata? Semplicemente: la quantità di calore associata alla portata eccessiva non può essere completamente dissipata, per cui la temperatura di ritorno, cioè la temperatura di uscita dell'acqua di riscaldamento dallo scambiatore di calore, aumenta. In altre parole, una temperatura di ritorno troppo elevata è indice di una portata troppo elevata.
=> Temperatura di ritorno bassa
È proprio qui che entra in gioco il "bilanciamento idraulico automatico", che sfrutta il principio delle valvole di regolazione termica: se la temperatura di ritorno è troppo alta, la valvola si chiude e il volume d'acqua viene ridotto; se la temperatura di ritorno è troppo bassa, la valvola si apre e il volume d'acqua viene aumentato. Si tratta quindi di un cosiddetto limitatore della temperatura di ritorno o RTB.
L'obiettivo è la temperatura di ritorno anziché il volume d'acqua.
Poiché il volume d'acqua è ora il risultato del lavoro di regolazione dell'RTB, non è più necessario calcolarlo. È invece necessario impostare la temperatura massima di ritorno a cui limitare il volume d'acqua. Il prerequisito per questo è, ovviamente, un progetto della superficie di riscaldamento correttamente implementato, che dobbiamo sempre presupporre per qualsiasi bilanciamento idraulico da effettuare. Tuttavia, conosciamo anche esempi che dimostrano che la procedura "termica" può essere utilizzata anche per compensare il cambio di utilizzo del riscaldamento a pavimento, ad esempio da una camera da letto a un ufficio. (Articolo tecnico sul bilanciamento idraulico)
Perché una circolazione minima?
A differenza dell'esempio precedente della cassetta della toilette, in cui la variabile target "livello dell'acqua" viene misurata direttamente tramite il galleggiante e utilizzata per controllare la valvola di alimentazione, la misurazione della temperatura di ritorno è una variabile misurata indirettamente, in quanto la variazione della temperatura di ritorno avviene solo con un certo ritardo rispetto alla variazione della portata o della potenza consumata e varia anche in base al tipo e alle dimensioni della superficie di riscaldamento. In altre parole, l'effetto ritardato può causare una reazione eccessiva della valvola termostatica.
Se, ad esempio, la ventola di un riscaldatore d'aria viene spenta dal termostato elettrico dell'ambiente, la temperatura di ritorno della batteria di riscaldamento aumenta molto rapidamente e in modo molto brusco e la valvola termostatica si chiude completamente. Quando la valvola è chiusa, tuttavia, viene interrotto non solo il flusso, ma anche il flusso di informazioni sulla ripartenza della ventola del riscaldatore d'aria. Una circolazione minima adeguata, invece, mantiene questo flusso di informazioni. Inoltre, la batteria di riscaldamento rimane calda anche quando il ventilatore è spento, per cui la circolazione minima non solo migliora la qualità del controllo, ma garantisce anche una protezione antigelo e un avvio caldo in qualsiasi momento.
Un altro esempio: se la temperatura ambiente della RTB - ad esempio in un armadio collettore del circuito di riscaldamento a pavimento - fosse superiore al valore di setpoint e una valvola di questo tipo dovesse chiudersi completamente e interrompere completamente il flusso, il corpo della valvola e il termostato raggiungerebbero prima o poi la temperatura ambiente e la valvola non si aprirebbe più: un classico vicolo cieco. Tuttavia, questo stato di funzionamento viene evitato in modo affidabile grazie a una circolazione minima adeguata.
Risparmio medio di oltre 20%
qui con il suo cliente Martin Gruber
Non tutti i termotecnici si rendono conto che, nella stragrande maggioranza degli impianti di riscaldamento, la maggior parte degli sprechi non può essere evitata sostituendo il generatore di calore, ma solo rinnovando completamente l'impianto idraulico.
Ma lasciamo che un esperto dica la sua:
"Sostengo che dotare le case bifamiliari di stazioni di Baunach e serbatoi tampone porta a un risparmio energetico compreso tra il 30 e l'80%. Naturalmente, tutto ciò che si trova a monte e a valle della stazione di Baunach deve essere corretto, fino all'integrazione dei tubi nel bollitore tampone, che molto spesso è errata o inefficiente. È l'anello più importante di un sistema di riscaldamento. I produttori di caldaie promettono rendimenti del 92 e 93%. Per me questo è poco utile se il sistema non è ottimizzato. Sono certo che molti, o addirittura la maggior parte dei sistemi di riscaldamento raggiungono un'efficienza massima del 75% e non di più. In parte perché nel serbatoio di accumulo si mescolano temperature elevate e il generatore di energia deve reagire e commutare continuamente. Si riscalda continuamente".
Lorenz Mayer, Riscaldamento-Sanitario-Solare, Petting
Soluzione permanente senza ostruzioni
A chi non è mai capitato: avete appena calibrato il circuito di riscaldamento dei termosifoni con valvole termostatiche pre-impostate secondo tutte le regole dell'arte, e poi squilla il telefono: "Il termosifone del soggiorno non si scalda proprio!". E allora cosa si fa? Si va dal cliente e si "riaggiusta". Poiché non si può e non si vuole far pagare questo lavoro, è necessario che sia "a posto" la prima volta, se possibile. Il problema è spesso causato da minuscole impurità nell'acqua di riscaldamento che si raccolgono davanti alle altrettanto minuscole aperture delle valvole preimpostate, bloccando così il flusso. Questo può accadere anche con le valvole termostatiche a controllo dinamico? Difficilmente, perché queste valvole non sono fisse, ma si regolano dinamicamente: una portata troppo bassa comporta una temperatura di ritorno troppo bassa e quindi un'apertura della valvola che lascia passare l'impurità.
Riduzione del consumo energetico delle pompe di circolazione
Naturalmente esistono anche valvole di bilanciamento a regolazione dinamica, come le valvole a pressione differenziale o le valvole a controllo di flusso. Ciò che hanno in comune è che devono trarre il loro lavoro di regolazione, cioè l'energia meccanica per aprire e chiudere la valvola, dal flusso dell'acqua di riscaldamento. Ciò significa che queste valvole funzionano solo a partire da una perdita di pressione minima, solitamente di circa 200 mbar. Ora dovete immaginare questo: ogni metro cubo di acqua, che notoriamente pesa una tonnellata e che viene bilanciata in questo modo, deve essere pompato per altri due metri, lavoro che deve essere acquistato ad alto costo come energia elettrica attraverso la pompa di circolazione. Con la valvola termostatica, invece, questa energia proviene dal calore dell'acqua di riscaldamento e il generatore di calore non può nemmeno sorridere di questo carico, perché semplicemente non lo nota affatto.
Descrizione video del limitatore della temperatura di ritorno (RTB):
La valvola RTB è un limitatore termostatico della temperatura di ritorno con temperatura massima regolabile e portata minima fissa dell'ordine di 0,5% della portata nominale.
L'RTB elimina la necessità di calcolare e regolare manualmente i flussi volumetrici, in quanto la portata di ogni superficie riscaldante si adatta automaticamente alla potenza effettiva e il circuito di riscaldamento viene automaticamente bilanciato idraulicamente. Il setpoint della temperatura massima di ritorno è semplicemente impostato sulla testa termostatica. Se la temperatura di ritorno supera questo setpoint, la valvola riduce la portata chiudendosi senza energia ausiliaria. L'acqua di riscaldamento riscaldata rimane più a lungo nella superficie di riscaldamento e può quindi cedere calore in modo più efficace. Grazie alla portata minima fissa, la valvola reagisce il più rapidamente possibile alle variazioni di carico.
Aree di applicazione del RTB
a) Circuiti di riscaldamento a radiatori (sistemi a due tubi):
non in modo uniforme sui radiatori
Le superfici di riscaldamento dei radiatori vengono automaticamente equalizzate idraulicamente mediante l'installazione di RTB. Il meccanismo è sempre lo stesso: se il flusso attraverso la superficie riscaldante è troppo alto, la temperatura di ritorno è troppo alta e viceversa. La RTB viene impostata alla temperatura più bassa possibile, tenendo conto del cosiddetto "design" dei circuiti di riscaldamento. Non è necessario calcolare le quantità di acqua per questo processo, il che rappresenta un grande vantaggio, soprattutto negli edifici esistenti.
La progettazione di un circuito di riscaldamento è definita come la sua temperatura massima di mandata e di ritorno nel giorno più freddo previsto per il quale è stato progettato l'impianto di riscaldamento dell'edificio. Negli edifici più vecchi, ad esempio, sono comuni le progettazioni di 70/50°C o 60/40°C, mentre in quelli più recenti si utilizzano progettazioni di 50/35°C o addirittura di 40/30°C. Per garantire che i radiatori possano fornire una quantità sufficiente di calore all'edificio nonostante la temperatura di ritorno più bassa, la temperatura di mandata compensata dalle condizioni atmosferiche deve essere aumentata di conseguenza dopo l'installazione dell'RTB, correggendo la cosiddetta curva di riscaldamento, ad esempio portando il circuito di riscaldamento da 60/40°C senza RTB a 70/30°C con RTB o da 50/35°C a 55/30°C.
![](https://www.baunach.net/wp-content/uploads/ThAb-Radiatoren-3D-MitRTB.png")
Il risultato di questo bilanciamento termostatico non è solo la completa distribuzione equa del calore a tutti i radiatori, che corrisponde al raggiungimento del comfort previsto, ma anche un significativo risparmio sui costi di riscaldamento grazie alle temperature di ritorno più basse e ai minori costi di elettricità, perché anche la quantità di acqua da pompare dalla pompa di circolazione è notevolmente ridotta. Anche se sembra incredibile: secondo la nostra esperienza, è effettivamente possibile far funzionare i circuiti di riscaldamento a radiatori con temperature di ritorno di 35°C, 30°C e talvolta anche 25°C, se non ci sono guasti importanti nell'impianto di riscaldamento e se la temperatura di mandata può essere sufficientemente aumentata. E tutto questo - come già accennato - senza il lungo "calcolo" delle quantità d'acqua, che spesso è possibile solo sulla base di ipotesi, perché queste vengono impostate automaticamente e in ogni singolo caso di carico. Così, se ad esempio alcuni radiatori vengono spenti per una vacanza, i restanti radiatori continuano a ricevere le stesse quantità d'acqua, poiché la loro temperatura di ritorno non viene influenzata. La pompa di circolazione che funziona in modalità "pressione costante" adatta la sua velocità alla minore portata senza aumentare la pressione di mandata.
Raccordo di ritorno del radiatore
Le RTB sono montate su ogni radiatore al posto della vite di ritorno bloccabile, impostate sulla temperatura massima desiderata e fissate per evitare regolazioni. Grazie all'afflusso di aria fredda per convezione sul ritorno del radiatore, non si verifica il superamento dell'RTB sul radiatore, né il punto morto descritto sopra a causa dell'eccessiva temperatura ambiente. Per questo motivo le nostre valvole RTB nella cosiddetta versione per radiatori (ruota) non hanno una circolazione minima (MUL), in modo che il collegamento alle tubature possa essere interrotto anche quando il radiatore viene rimosso.
b) Circuiti di riscaldamento a pavimento:
sono montati direttamente sul collettore di ritorno del sistema di distribuzione
Le RTB nella versione per riscaldamento a pavimento (Fbh) sono dotate di un cosiddetto attacco a vite Eurocone su entrambi i lati e possono essere montate direttamente sul collettore di ritorno del sistema di distribuzione a pavimento; un processo che richiede solo pochi minuti per ogni valvola con un po' di pratica.
Un buon consiglio per la regolazione è quello di impostare la temperatura di ritorno circa due gradi e mezzo al di sopra della temperatura ambiente desiderata. Anche in questo caso, è consigliabile regolare la temperatura di mandata compensata dalle condizioni atmosferiche (in funzione della temperatura esterna) leggermente verso l'alto e impostare la pompa di circolazione in modalità di funzionamento "pressione costante".
non può reagire al calore esterno.
Nei sistemi di riscaldamento a pavimento, come in generale nei circuiti di riscaldamento a pannelli, il calore viene trasferito all'ambiente per irraggiamento a temperature più basse. La temperatura di ritorno è solitamente di pochi gradi Celsius superiore alla temperatura ambiente. Di conseguenza, la temperatura di ritorno aumenta già quando la temperatura ambiente aumenta, ad esempio a causa di un apporto di calore esterno come la radiazione solare o gli elettrodomestici. Poiché una temperatura ambiente più elevata comporta un minore trasferimento di calore dalla superficie riscaldante all'ambiente, questo è noto come "effetto autoregolante" del riscaldamento a pavimento o a pannelli.
Nel caso di un circuito di riscaldamento a pavimento o a superficie calibrato con un'impostazione fissa, invece, non succede nulla perché la portata fissa dell'acqua non viene influenzata. Se invece il bilanciamento è stato automatizzato con l'installazione di un RTB, questo riduce anche la portata della superficie riscaldante quando la temperatura di ritorno aumenta, riducendo ulteriormente l'emissione di calore nell'ambiente. In questo modo non solo si aumenta l'effetto di autoregolazione, ma si soddisfa anche il requisito dell'Ordinanza sul Risparmio Energetico (EnEV), secondo cui "gli impianti di riscaldamento con acqua come mezzo di trasferimento del calore [...] devono essere dotati di dispositivi automatici per la regolazione della temperatura ambiente per ogni singolo locale quando sono installati negli edifici". In altre parole: installando l'RTB, è possibile controllare la temperatura ambiente per ambiente, soddisfacendo così la norma.
Rispetto alla maggior parte dei comandi individuali con termostati ambiente, gli RTB presentano un ulteriore vantaggio: funzionano in modo "proporzionale", cioè possono regolare la portata in modo continuo, mentre la maggior parte dei termostati ambiente individuali sono cosiddetti regolatori a due punti (termostati click-clack) che si limitano ad attivare o disattivare completamente la portata. Questo comporta due svantaggi, uno in termini di efficienza e l'altro in termini di comfort: l'efficienza si riduce perché quando la valvola è completamente aperta, una quantità eccessiva di acqua determina una temperatura di ritorno elevata, mentre quando la valvola è chiusa, la superficie riscaldante non contribuisce alla temperatura di ritorno. Se avesse una portata sempre più bassa, contribuirebbe a una temperatura di ritorno sempre bassa. Tuttavia, il comfort è ridotto anche perché i regolatori a due punti hanno necessariamente un'isteresi, cioè un differenziale di accensione e spegnimento: si spengono solo quando l'ambiente è troppo caldo e si accendono solo quando è troppo freddo. Ciò si traduce in superfici di riscaldamento raffreddate, che possono causare fastidiosi disturbi, soprattutto nel caso del riscaldamento a pavimento.
Solo nelle stanze che non devono essere riscaldate costantemente, come quelle dei bambini o degli ospiti, si raccomanda l'installazione aggiuntiva di tali regolatori individuali, che possono essere utilizzati per accendere e spegnere il riscaldamento in modo molto comodo.
Scoprite voi stessi come una valvola RTB in meno di tre minuti è montato sul collettore di ritorno di un sistema di distribuzione a pavimento:
c) Circuiti di riscaldamento a radiatori (sistemi monotubo):
Tutti i radiatori aperti (a pieno carico)
In molti edifici residenziali esistenti in passato, i circuiti di riscaldamento a radiatori erano costruiti come cosiddetti "sistemi a tubo singolo". Con questo principio di collegamento, i singoli radiatori non sono collegati in parallelo alla mandata e al ritorno delle tubazioni di mandata, ma sono collegati in serie, per cui un bypass deve passare per ogni singolo radiatore, perché altrimenti si potrebbero azionare solo tutti i radiatori insieme; se, invece, uno o più di essi fosse spento, anche tutti gli altri rimarrebbero freddi.
Non tutti i radiatori sono aperti (carico parziale)
Uno dei problemi principali di questi sistemi è che il flusso volumetrico attraverso tutti i bypass deve essere mantenuto il più piccolo possibile senza limitare la portata totale a tal punto da provocare una sottoalimentazione dei radiatori. Inoltre, non esistono praticamente edifici residenziali alimentati da un unico tratto di tubazione, ma per lo più quelli in cui gli appartamenti dei singoli piani sono stati progettati come singoli tratti di tubazione, che sono stati poi collegati alle colonne montanti, di solito nei vani scala. Ciò significa che diverse tubazioni singole sono collegate in parallelo, per cui non è raro che interi appartamenti siano sottoalimentati rispetto ad altri. Questo problema viene spesso "risolto" aumentando il volume dell'acqua circolante con l'installazione di pompe più grandi fino a quando il calore raggiunge l'ultimo angolo dell'edificio, trascurando completamente l'efficienza complessiva del sistema di distribuzione idraulica.
Tutti i radiatori aperti (a pieno carico)
Come mostrano le due illustrazioni a fianco, la quantità d'acqua in un sistema monotubo dipende dalla potenza termica di tutte le sue superfici riscaldanti. Tale quantità d'acqua non può essere costante e quindi il calcolo e l'impostazione fissa di tale quantità d'acqua porta, nella stragrande maggioranza dei casi di carico, a un notevole surplus e quindi a un enorme spreco di energia termica.
Non tutti i radiatori sono aperti (carico parziale)
Anche in questo caso, le valvole RTB offrono una soluzione tanto semplice quanto perfetta, perché - come già descritto più volte - regolano automaticamente e in modo automatico la quantità d'acqua in base alla temperatura di ritorno alla quantità di calore effettivamente emessa dalle superfici riscaldanti. Allo stesso tempo, riducono la quantità di acqua in circolazione in tutti gli impianti monotubo al minimo effettivamente necessario, aumentando così il comfort grazie alla distribuzione uniforme del calore. Infine, non sono più necessarie pompe di circolazione sovradimensionate e l'elettricità necessaria per azionarle. Le valvole RTB sono sempre installate alla fine del ritorno di ogni singola linea monotubo, prima che si immetta nella linea di mandata, che - come già detto - è spesso una colonna montante nei vani scala.
Per la prima volta in tre decenni?
"Ho attrezzato un hotel con RTB DN15.
Anche questo non ha funzionato per anni - ora finalmente funziona!".
Molti dei nostri clienti confermano più volte di essere riusciti a bilanciare con successo gli impianti di riscaldamento monotubo per la prima volta dopo molti anni di funzionamento utilizzando l'RTB. Inoltre, ci viene ripetuto che l'adeguamento di edifici con circuiti di riscaldamento monotubo con accumulatori tampone è praticamente fattibile solo con l'installazione di RTB, in quanto gli accumulatori tampone possono svolgere la loro funzione solo se si forma una stratificazione sufficiente, ossia una differenza di temperatura sufficientemente grande tra il "basso" e l'"alto", il che richiede una bassa temperatura di ritorno e una circolazione dell'acqua limitata allo stretto necessario.
Ma lasciamo che un esperto dica la sua:
"Nell'hotel citato, gli RTB sono stati LA soluzione nel sistema monotubo dopo oltre 3 decenni di radiatori 'non funzionanti' o dal 'funzionamento casuale'.
Se avete ulteriori domande, non esitate a contattarci.
Con un saluto di sole
Daniel Jansen
Ingegnere idraulico e termotecnico - Esperto di sistemi a pompa di calore VDI 4645 - Consulente per l'energia degli edifici - Installatore di bio-calore certificato HWK".
d) Serbatoio di accumulo dell'acqua calda sanitaria:
(carico parziale)
Molti non si rendono conto che anche i serbatoi di accumulo dell'acqua calda sanitaria hanno superfici riscaldanti o scambiatori di calore che devono essere bilanciati se si vogliono evitare temperature di ritorno troppo elevate e i relativi svantaggi in termini di efficienza e comfort.
Questo perché una portata non regolata dell'acqua di riscaldamento non porta a una preparazione più rapida dell'acqua calda, ma al contrario a una minore efficienza del sistema di riscaldamento e spesso anche a una maggiore durata della preparazione dell'acqua calda dovuta all'accensione e allo spegnimento del generatore di calore (ciclaggio) e quindi a un livello di comfort inferiore.
(carico parziale)
A rigore, occorre distinguere tra due modalità di funzionamento molto diverse per gli scaldacqua ad accumulo: Preparazione dell'acqua calda e Prontezza dell'acqua calda.
Durante lo standby dell'acqua calda non viene riscaldata l'acqua fredda appena prelevata, ma vengono compensate solo le perdite di raffreddamento del bollitore e dei tubi di circolazione dell'acqua calda. Si tratta di un requisito di carico debole ad alte temperature. Già solo per questo motivo, un sistema non bilanciato automaticamente comporterebbe temperature di ritorno più elevate durante la preparazione dell'acqua calda. Tuttavia, grazie all'RTB, questo non accade, o almeno non in modo incontrollato, poiché la portata dell'acqua di riscaldamento viene ridotta al fabbisogno di standby inferiore, e lo fa automaticamente.
(a pieno carico)
Durante il funzionamento del rubinetto dell'acqua calda, invece, l'acqua fredda scorre nel bollitore e sottrae all'acqua di riscaldamento una quantità di calore molto maggiore attraverso lo scambiatore di calore rispetto alla modalità standby. L'RTB nel ritorno del bollitore lo riconosce dalla temperatura di uscita più bassa e si apre in modo da far passare più acqua calda di riscaldamento attraverso lo scambiatore di calore. In questo modo, la quantità di acqua di riscaldamento viene regolata automaticamente in base all'effettivo fabbisogno termico senza che la temperatura di ritorno aumenti. In questo modo è possibile combinare un'elevata efficienza con un elevato comfort, impossibile da ottenere con un'impostazione fissa.
e) Riscaldatore d'aria o batteria di riscaldamento dell'aria:
(carico parziale)
I riscaldatori d'aria sono di solito scambiatori di calore a ventilatore spurgati con controllo termostatico ambiente: quando viene raggiunta la temperatura di setpoint ambiente, il ventilatore si spegne mentre l'acqua di riscaldamento continua a fluire senza ostacoli attraverso lo scambiatore di calore. Anche con una batteria di riscaldamento calibrata sulla potenza nominale, ciò comporta un aumento straordinariamente elevato della temperatura di ritorno; lo stesso vale se il ventilatore non funziona alla massima velocità: il calore non completamente rimosso comporta un aumento della temperatura di ritorno.
(carico parziale)
Un RTB nel ritorno della batteria di riscaldamento, invece, reagisce all'aumento della temperatura di ritorno riducendo immediatamente la portata dell'acqua di riscaldamento. Anche in questo caso, la portata dell'acqua di riscaldamento viene adattata all'effettivo fabbisogno di calore, la temperatura di ritorno rimane stabile e il sistema funziona ad alta efficienza.
(a pieno carico)
Non appena il ventilatore si avvia, la temperatura di ritorno scende rapidamente e l'RTB riapre la portata dell'acqua di riscaldamento. Non importa se il ventilatore funziona a bassa o ad alta velocità, perché il controllo del volume dell'acqua di riscaldamento tramite la temperatura di ritorno garantisce sempre il volume d'acqua corretto. La circolazione minima ridotta dell'RTB garantisce una risposta rapida e un avvio caldo del riscaldatore d'aria in qualsiasi momento: comfort ed efficienza non sono una contraddizione in termini.
Un altro nostro consiglio: per ridurre al minimo il tempo di reazione all'avvio del ventilatore del riscaldatore d'aria, l'RTB deve essere installato il più vicino possibile all'uscita della batteria di riscaldamento.
f) Pannelli radianti a soffitto:
I pannelli radianti a soffitto sono superfici di riscaldamento radiante che generalmente funzionano a temperature più elevate rispetto alle superfici di riscaldamento a pavimento o a parete. Non è raro che il flusso dell'acqua di riscaldamento venga attivato e disattivato tramite termostati elettrici.
Quando più pannelli radianti a soffitto sono collegati in parallelo, si ripresenta lo stesso problema di alimentare tutte le superfici riscaldanti con le quantità "corrette" di acqua di riscaldamento, questa volta di solito anche ad altezze elevate, dove la regolazione è particolarmente piacevole.
L'uso degli RTB elimina definitivamente questo problema, perché è sufficiente impostare la temperatura di ritorno desiderata per il caso di progetto e il gioco è fatto! Di solito la temperatura di ritorno può essere leggermente ridotta, ad esempio da 50 °C a 45 °C o forse anche a 40 °C, il che aumenta ulteriormente l'effetto di risparmio desiderato.
Un altro piccolo consiglio da parte nostra:
Se si desidera aumentare le prestazioni dei pannelli radianti a soffitto a temperature più basse, è meglio dipingere i lati radianti (la parte inferiore) di nero opaco.
g) Scambiatore di calore dell'acqua della piscina:
Anche se la loro frequenza di utilizzo tende a essere un'eccezione, per gli scambiatori di calore dell'acqua della piscina vale lo stesso discorso di tutte le altre superfici riscaldanti: con una portata d'acqua di riscaldamento non controllata, in genere si aumenta solo una cosa, ovvero il potenziale di spreco dell'impianto di riscaldamento.
La soluzione sarebbe così semplice: installare un RTB il più vicino possibile all'uscita nel flusso di ritorno e i problemi sono eliminati.
Il nostro consiglio: è meglio impostare subito la pompa di circolazione sulla modalità di funzionamento "pressione differenziale costante" (c∆p), in modo da adattare automaticamente l'apporto di lavoro al volume d'acqua, proprio come l'RTB regola il volume d'acqua in base al carico di riscaldamento effettivo.
f) Impianto di ventilazione o di condizionamento:
(carico parziale)
I sistemi di ventilazione e condizionamento dell'aria (HVAC) si distinguono dai riscaldatori d'aria per il fatto che in genere dispongono di un proprio circuito di miscelazione con controllo autonomo.
Poiché spesso si tratta di un confine commerciale tra la costruzione del riscaldamento e quella della ventilazione, il cosiddetto circuito di bypass è ampiamente utilizzato per garantire che l'acqua calda di alimentazione sia sempre disponibile per l'impianto di condizionamento e che non vi sia alcun rischio di gelo anche quando l'aria esterna di alimentazione è inferiore a zero gradi. Questo principio funzionale corrisponde a quello della circolazione dell'acqua calda sanitaria.
Tuttavia, chiunque abbia mai portato dei gufi ad Atene può chiedersi cosa significhi per l'efficienza di un impianto di riscaldamento un bypass aperto, cioè una circolazione dell'acqua senza estrazione di calore: è una grossolana assurdità!
(a pieno carico)
Ciò è dovuto al fatto che il bypass aperto spesso trasporta quantità d'acqua così elevate da provocare un aumento significativo della temperatura di ritorno anche durante il funzionamento normale e non solo in modalità standby.
Esempio pratico:
Il 16 febbraio 2017, Hans-Georg Baunach ha trascorso il pomeriggio nell'impianto di riscaldamento del palazzetto dello sci di Neuss, un edificio con un sistema di caldaie a gas naturale da 1 MW. Durante la sua permanenza, ha riscontrato esattamente questa situazione e ha corretto l'impostazione idraulica chiudendo tutte le valvole di bypass a monte delle unità di trattamento dell'aria e impostando la pompa sul collettore da velocità costante a una pressione differenziale costante di 100 mbar.
Risultato:
L'anno successivo sono stati risparmiati 20.000 euro di gas senza che nessuno si congelasse.
Link all'articolo tecnico:
Skihalle Neuss - Molte migliaia di euro risparmiati
(carico parziale)
La soluzione è ovvia: per mantenere la funzione di protezione antigelo e di avviamento a caldo, sostituire il bypass aperto con un RTB inerte (1) e impostarlo alla temperatura minima più bassa possibile necessaria per garantire la protezione antigelo e l'avviamento a caldo, per esempio 30 °C. Non siate troppo generosi, perché all'avvio dell'impianto il volume d'acqua aumenta così rapidamente che di solito la temperatura di mandata completa è ancora disponibile durante l'avvio dell'impianto.
(a pieno carico)
Per bilanciare il ritorno della batteria di riscaldamento in modalità di regolazione, è possibile utilizzare anche l'RTB rapido (2), che abbiamo già utilizzato per bilanciare automaticamente le batterie di riscaldamento dell'aria dei riscaldatori d'aria (vedi sopra). Questo può essere utilizzato anche per abbassare la temperatura di ritorno della batteria di riscaldamento dell'impianto di climatizzazione. In ogni caso, si dovrebbe cercare di impostare la pompa di circolazione del circuito interno di miscelazione dell'impianto di climatizzazione (I) alla velocità più bassa possibile.
g) Carico tampone con caldaia a condensazione senza circolazione minima:
Allo stesso modo, solo pochi esperti si rendono conto che non solo le superfici riscaldanti di tutti i consumatori di calore dovrebbero essere bilanciate, ma eventualmente anche quelle dei generatori di calore. L'esempio seguente lo illustra:
Si desidera utilizzare una caldaia a condensazione per mantenere la zona superiore di un bollitore tampone a una temperatura minima di 75 °C, ad esempio, per poter garantire una sufficiente capacità di erogazione nella preparazione dell'acqua calda sanitaria. Allo stesso tempo, però, l'accumulo deve consentire ai generatori rigenerativi, come un impianto solare termico, una caldaia a biomassa o un'unità di cogenerazione, di funzionare per un periodo di tempo sufficiente. È chiaro che la caldaia a condensazione raggiungerà la massima efficienza solo con l'acqua più fredda proveniente dalla zona più bassa del buffer.
Se il sensore in cima al tampone segnala alla caldaia che la temperatura è scesa sotto la temperatura minima, la caldaia e la pompa di circolazione si avviano. Tuttavia, se la portata è troppo elevata, la caldaia non raggiungerà nemmeno la temperatura di mandata richiesta perché il suo delta-T è troppo piccolo, il che significa che non si spegnerà più.
La caldaia raggiunge la condizione di spegnimento solo dopo aver caricato completamente l'accumulo e quindi aver innalzato la propria temperatura di ritorno a tal punto da raggiungere la condizione di spegnimento - nel nostro esempio di 75 °C - con il suo piccolo delta T, che è una conseguenza del flusso volumetrico troppo elevato.
In altre parole, quando la caldaia di picco ha finito il suo lavoro, il buffer è completamente carico e i generatori rinnovabili vengono lasciati indietro - un'assurdità che purtroppo si verifica troppo spesso.
Tuttavia, la regolazione manuale della portata della caldaia è difficilmente praticabile per due motivi:
1) La potenza della caldaia è solitamente variabile.
2) La temperatura di ritorno della caldaia non è solitamente costante.
Per questo motivo, si può prendere in considerazione solo un bilanciamento termostaticamente controllato del flusso d'acqua della caldaia, in cui il volume d'acqua della caldaia viene controllato in modo tale che la temperatura minima desiderata del tampone sia garantita dal superamento della temperatura di mandata della caldaia, ad esempio di 5 K. Finché la caldaia non raggiunge questi 80 °C, il limitatore della temperatura di mandata (VTB) rimane in stato di chiusura alla sua circolazione minima fissata. Solo quando viene raggiunta la temperatura minima di mandata impostata, la valvola si apre e garantisce che il tampone riceva una zona superiore di acqua calda di almeno 75 °C, definita con precisione dalla posizione del sensore.
Non appena il sensore tampone segnala alla caldaia il raggiungimento della temperatura target, la caldaia inizia a ridurre la sua potenza, il che, grazie al VTB, porta automaticamente a una riduzione del flusso dell'acqua di caldaia fino allo spegnimento definitivo della caldaia.
A questo punto si pone la questione di come far confluire il più possibile il calore residuo della caldaia nell'accumulo, cosa che di solito avviene tramite il funzionamento della pompa. Anche in questo caso, il VTB ha un effetto regolatore, perché sarebbe del tutto controproducente se la temperatura della zona superiore del buffer scendesse di nuovo al di sotto della condizione di accensione della caldaia durante questo utilizzo del calore residuo e l'intero gioco continuasse fino a quando il buffer non viene completamente caricato dalla caldaia di picco.
Collettore della temperatura di ritorno (RTV)...
L'installazione di un set di alimentazione con distributore della temperatura di ritorno è generalmente consigliata per l'acqua dolce o per i moduli solari. Inoltre, altri settori di applicazione in cui sono previste fluttuazioni di temperatura. Utilizzandolo, l'alimentazione può essere effettuata sul tampone alla temperatura corretta. Ciò favorisce una stratificazione pulita e un elevato grado di utilizzo del calore legato al tampone.
...Stazioni di acqua dolce e sistemi solari (set di alimentazione)
Il setpoint della temperatura di distribuzione viene regolato sulla testa del termostato: L'acqua al di sopra del setpoint passa attraverso l'uscita rossa (calda), al di sotto del setpoint attraverso l'uscita blu (fredda). La valvola può reagire rapidamente alle variazioni di temperatura grazie al tempo di reazione della testa termostatica (5 secondi). In generale, raccomandiamo l'installazione di questi set di alimentazione RTV per l'acqua dolce o i moduli solari e altre applicazioni in cui si prevedono temperature di alimentazione fluttuanti. I sensori a immersione elicoidali e i raccordi a T angolati per un montaggio ottimale del sensore, nonché gli inserti a vite corrispondenti, completano questa valvola in un set di alimentazione facile da installare.
Controllore della temperatura di mandata (VTR)...
I prodotti VTR sono costituiti da un regolatore termostatico di portata e temperatura sotto forma di valvola miscelatrice a tre vie e da una testa termostatica con elemento sensibile. Abbiamo due diversi set tra cui scegliere per diverse applicazioni:
...Stazioni di acqua dolce e caldaie a combustibile solido e CHP (set di estrazione)
Se il calore viene prelevato dal tampone, ad esempio da una stazione di acqua dolce, si riduce il rischio di calcificazione limitando la temperatura e, allo stesso tempo, si prolunga l'erogazione di acqua calda nella zona superiore del tampone - si può quindi riscaldare più acqua potabile con lo stesso contenuto di calore nel tampone, perché il tampone rimane caldo più a lungo nella parte superiore, ma diventa freddo più rapidamente nella parte inferiore. Se invece il calore viene fornito al tampone, inizialmente si concentra solo nella zona superiore del tampone fino a quando la sua temperatura non raggiunge il valore nominale e solo allora viene condotto anche nella zona inferiore. Il tampone si scalda quindi più velocemente in alto e rimane freddo più a lungo in basso! Un raccordo a T angolato per il montaggio ottimale del sensore e gli inserti a vite corrispondenti completano questa valvola in un set di estrazione facile da installare. 
...Valore di riscaldamento della caldaia di picco al serbatoio tampone (valore di riscaldamento impostato)
Miscelando il flusso della caldaia con il ritorno della caldaia, la temperatura di mandata della caldaia viene costantemente regolata sul valore nominale impostato. A tal fine, la pompa del circuito della caldaia deve essere impostata sulla massima potenza possibile (stadio III). In questo modo, il flusso volumetrico viene adattato alla potenza della caldaia durante il caricamento del tampone (stufa!) e la temperatura di mandata viene mantenuta costante anche con una potenza variabile della caldaia. Il tampone è sempre riempito con acqua altrettanto calda, il che rende possibile un preciso caricamento dall'alto. Inoltre, la caldaia è protetta dalla condensa e il conseguente raffreddamento della zona calda durante il funzionamento della pompa (utilizzo del calore residuo) è efficacemente impedito. Il manicotto a immersione e il raccordo a T angolato per l'installazione ottimale del sensore, nonché gli inserti filettati abbinati, completano questa valvola con un set di valori di riscaldamento di facile installazione. 
Limitatore della temperatura di mandata (VTB)...
Lo scopo della valvola VTB è quello di impedire il superamento di una temperatura definita. Se un difetto del riscaldatore o del miscelatore provoca un aumento della temperatura di mandata oltre il valore impostato, la pompa viene diseccitata. Questo regola automaticamente il processo di riscaldamento. Questo garantisce una protezione speciale per il massetto, la pompa e soprattutto il generatore di calore.
... per gli scambiatori di calore dei gas di scarico a valle di caldaie e unità di cogenerazione (Set di condensatori)
Se la temperatura di mandata scende al di sotto del setpoint impostato, la valvola riduce la portata chiudendosi senza energia ausiliaria. L'acqua da riscaldare rimane più a lungo nello scambiatore di calore e può quindi assorbire più calore. Grazie alla portata minima fissa, la valvola reagisce sempre il più rapidamente possibile alle variazioni di carico. La portata viene adattata alla potenza effettiva assorbita e il circuito di riscaldamento viene automaticamente bilanciato idraulicamente. I doppi nippli e il raccordo a T angolato per un'installazione ottimale del sensore ne fanno un pratico set di installazione. 
...per caldaie a condensazione senza portata minima e limite ∆T (set di condensazione)
Il sensore monitora la temperatura di mandata e regola la quantità d'acqua se la temperatura è inferiore al valore nominale. Ciò consente di ottenere una temperatura di mandata costante con una potenza di caldaia variabile o una temperatura di ritorno fluttuante attraverso una quantità d'acqua variabile con un utilizzo completo del valore di condensazione. Nei bollitori tampone, l'uso del set di condensazione VTB si manifesta con la rapida formazione di una zona di acqua calda stabile nella zona tampone superiore (carica superiore stabile), un elevato livello di comfort dell'acqua calda, alti tassi di utilizzo rigenerativo e lunghi tempi di funzionamento della caldaia. Un manicotto a immersione e un raccordo a T angolato per un'installazione ottimale del sensore, nonché i doppi nippli e la pasta termoconduttiva abbinati, completano questa valvola per creare un set di condensazione di facile installazione. 
