Bilanciamento degli impianti di riscaldamento e dei sistemi a flusso di refrigerante

Due tipologie impiantistiche completamente diverse, ma unite dalla necessità di assicurare ai terminali impiantistici il corretto flusso di acqua negli impianti di riscaldamento e il giusto fluido refrigerante nei sistemi VRV/VRF. Esaminiamo come ottenere un efficace bilanciamento.

Il bilanciamento in sintesi

• Il bilanciamento dell’impianto di riscaldamento è il processo di regolazione che garantisce una distribuzione equa del flusso termico tra i terminali.
• Valvole di bilanciamento, sistemi di controllo elettronici, regolatori di pressione differenziale e collettori multizona permettono di ottimizzare gli impianti.
• In un sistema a flusso variabile di refrigerante, tramite un unico circuito frigorifero a due o tre tubi, si possono gestire simultaneamente diversi ambienti.
• Un aspetto peculiare dei sistemi VRV/VRF è la possibilità di riscaldare un ambiente prelevando calore da un altro, che viene così raffrescato.

Nell’era del comfort e del risparmio energetico, un sistema di riscaldamento o raffrescamento idronico che non garantisce condizioni ideali in tutti gli ambienti serviti è un problema serio. Ci chiediamo: cosa si può fare? Iniziamo definendo che il bilanciamento dell’impianto di riscaldamento, o bilanciamento idraulico, è il processo di regolazione del sistema centralizzato che permette una distribuzione equa del calore tra tutti i radiatori o i sistemi di riscaldamento a pavimento. Senza un corretto bilanciamento, alcuni ambienti potrebbero risultare troppo caldi o freddi, causando disagio e sprechi energetici. Il corretto bilanciamento del flusso termico è cruciale per gli impianti a radiatori come per quelli a termoconvettori, fan coil o soluzioni a pavimento, e vale sia per il riscaldamento sia per il raffrescamento. Questo richiede una comprensione approfondita dei comportamenti del fluido termovettore (acqua o glicole) nelle diverse modalità di erogazione dell’energia termica. La modalità con cui il fabbisogno termico viene soddisfatto varia notevolmente tra un radiatore, un fan coil e un impianto a pavimento; le differenze nella fluidodinamica dell’acqua calda e fredda influiscono sulla velocità di movimento e sul lavoro della pompa.

Bilanciamento si, partendo dal giusto progetto

Iniziamo da un dato di fatto: ogni conoscenza riguardante le tecnologie, le preferenze e i vincoli edilizi deve essere correlata al fabbisogno termico, misurando la quantità di energia necessaria per uno spazio in base al suo utilizzo. La posizione del radiatore rispetto al fluido termovettore è importante, ma la temperatura attesa può variare. Il termotecnico gioca un ruolo chiave nella definizione del fabbisogno termico e nella sua soddisfazione, considerando anche le inerzie termiche legate all’esposizione a fonti di calore naturali e artificiali. È fondamentale sottolineare che ogni intervento corretto su un impianto esistente può migliorare eventuali errori di bilanciamento iniziali, riducendo disagi e sprechi, ma difficilmente porterà al migliore rapporto fra benefici e costi operativi. Sebbene oggi disponiamo di strumentazioni sofisticate per un’ottimizzazione fine, cambiare un impianto vincolato da aspetti edilizi e strutturali è complicato. In fase di progettazione e realizzazione, esistono accorgimenti per migliorare la capacità di un impianto di servire correttamente tutti gli ambienti: valvole termostatiche e sistemi di sensoristica sono utili per regolare le performance, ma il contenimento dei consumi richiede una riflessione preliminare, come ridurre la lunghezza dei tubi che portano dal circuito all’elemento di diffusione.

Il bilanciamento dipende dalle dimensioni dell’impianto?

Un problema cruciale nell’era dei sistemi a inverter è rappresentato dalle dimensioni: non si tratta solamente della sorgente di calore o freddo, ma anche di fattori fondamentali come la dimensione della pompa di circolazione e quella dei tubi. Una pompa di circolazione adeguata deve garantire il funzionamento efficiente di tutti gli elementi dell’impianto, e le sezioni dei tubi devono essere progettate per ottimizzare la circolazione. Valvole di deviazione e rubinetti di intercettazione consentono di gestire efficacemente i singoli ambienti, favorendo un miglior bilanciamento e aumentando l’efficienza energetica. Ancora più importanti sono i dispositivi di bilanciamento offerti dal settore, che permettono ai tecnici di personalizzare il funzionamento dell’impianto. Valvole di bilanciamento, sistemi di controllo elettronici, regolatori di pressione differenziale e collettori multizona di distribuzione sono strumenti preziosi per correggere eventuali squilibri, soprattutto in condizioni di bilanciamento dinamico, dove il fabbisogno termico degli ambienti può variare. Questo insieme di opzioni è un grande aiuto per i professionisti coinvolti, permettendo di ottenere un impianto che funziona al meglio sia in termini di prestazioni che di consumi. Tuttavia, è fondamentale che queste conoscenze siano integrate e ampliate, garantendo un approccio sistematico e complesso.

Bilanciamento: formazione, software e intelligenza artificiale

L’industria della termoidraulica ha compiuto progressi significativi non solo dal punto di vista dei prodotti, ma anche in quello della loro applicazione. I produttori hanno riconosciuto l’importanza di fornire prodotti e formazione per un uso efficace e appropriato. Oggi, è comune trovare servizi di formazione, assistenza all’installatore tramite FAQ, supporto tecnico mediante chat aziendali e software di simulazione, che consentono di inserire i corretti dati di fabbisogno e ottenere indicazioni per un bilanciamento ottimale dell’impianto. Questi strumenti aiutano a individuare modalità di correzione, sebbene spesso tali interventi richiedano modifiche non solo a livello di regolazione e bilanciamento della sorgente o dei diffusori, ma anche a livello dell’intero impianto. È quindi necessario dedicare tempo e risorse alla conoscenza delle soluzioni disponibili e delle metodologie per garantire la giusta soddisfazione delle richieste termiche. Non possiamo prevedere in che misura l’intelligenza artificiale possa essere utile, ma possiamo affermare con certezza che nessun software o sistema automatizzato potrà sostituire l’abilità di un progettista o installatore nel dialogare con il committente. Definire le condizioni di comfort desiderate e trovare un equilibrio tra investimento iniziale e costi operativi rimane cruciale.

Il bilanciamento nei sistemi VRV/VRF

Nei sistemi VRV/VRF, è possibile gestire simultaneamente diversi ambienti attraverso un unico circuito frigorifero a due o tre tubi. Per garantire efficienze energetiche adeguate e ottimizzare il comfort degli utenti, è fondamentale un attento bilanciamento del flusso di refrigerante e dell’olio del compressore. La versatilità dei sistemi VRV/VRF deriva dalla loro capacità di regolare il funzionamento del circuito frigorifero in risposta alle richieste dei vari ambienti. Ogni unità interna determina la capacità termica necessaria in base alla temperatura interna e al setpoint desiderato. La somma della domanda di tutte le unità interne stabilisce come l’unità esterna regola il volume e la temperatura del refrigerante. L’inverter del compressore regola con precisione la quantità di fluido refrigerante necessario, permettendo un bilanciamento efficiente tra riscaldamento e raffrescamento. Quando la richiesta di riscaldamento e condizionamento risulta perfettamente bilanciata, l’intera quantità di refrigerante condensa nelle unità in riscaldamento e evapora in quelle in raffrescamento, bypassando la batteria dell’unità esterna.

Unità interne
Le cassette di derivazione assicurano una corretta circolazione del refrigerante per il controllo del clima in singoli ambienti. Questi sistemi, dotati di dispositivi di bilanciamento, regolano la quantità di refrigerante a ciascuna unità interna. La loro peculiarità risiede nella capacità di variare il volume di refrigerante circolante tramite compressori azionati da inverter. In un sistema VRV/VRF a due tubi, è possibile collegare fino a 60 unità interne a una scatola di bilanciamento, la quale ottimizza il flusso di refrigerante in base alle necessità di riscaldamento o raffrescamento. La gestione del sistema consente il trasferimento di calore tra ambienti, garantendo comfort e efficienza energetica.

Unità esterne
Nei sistemi multicompressori, l’affidabilità è garantita grazie a rigorosi collaudi e misure di sicurezza, come la rotazione dei compressori e un backup in caso di emergenza. L’ordine di avvio è gestito per mantenere un tempo di lavoro bilanciato tra i compressori. Un problema comune è la corretta lubrificazione dei compressori in parallelo, il che richiede una distribuzione efficace dell’olio intercettato. Questo è assicurato da un separatore d’olio centrifugo ad alta efficienza, che separa l’olio dal gas e lo reinvia ai compressori. Inoltre, un tubo dedicato consente il bilanciamento dell’olio tra i compressori, garantendo così una lubrificazione adeguata e prevenendo problemi, anche nelle condizioni operative più impegnative.

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