Valvola di bilanciamento automatico

Valvole di controllo nei sistemi ad acqua refrigerata a flusso variabileModifica

Come sono cambiati i sistemi idronici, sono cambiati anche i calcoli di dimensionamento delle valvole necessarie.

I sistemi a flusso variabile richiedono nuovi calcoli, nuova terminologia e, soprattutto, nuova tecnologia. L’obiettivo quando si dimensionano le valvole di controllo è quello di trovare la soluzione di valvola perfetta per il sistema. Trovare quella valvola perfetta implica la comprensione dell’idronica del progetto e il riconoscimento dell’importanza di un flusso di controllo perfetto.

Selezione delle valvole di controlloModifica

Gli effetti che un sistema a flusso variabile aveva sulla selezione delle valvole di controllo, non era inizialmente realizzato. Una valvola di controllo è stata selezionata utilizzando lo stesso calcolo Kv, e il bypass su una valvola a 3 porte bloccato, dando una valvola a 2 porte. Sfortunatamente, non era così semplice. Questo perché il nostro calcolo Kv

Kv = portata / ΔP

era basato su una pressione costante e un Kv costante, fornendo un flusso costante. Tuttavia, man mano che le aree del sistema a flusso variabile si chiudevano, la pressione differenziale aumentava, aumentando il flusso di mandata e causando un overflow nei circuiti aperti.

L’overflow in un circuito è costoso. Purtroppo, le valvole di controllo tradizionali lo rendono inevitabile. Quando dimensioniamo una valvola di controllo, il Kv calcolato quasi certamente non corrisponderà al Kv della valvola appropriata più vicina. Per esempio, un calcolo Kv di 4,5 m3/h porterebbe molto probabilmente alla scelta di una valvola con un Kv = 6,3 m3/h. Ciò significa che la valvola è in grado di fornire il 40% di flusso in più di quello richiesto. Quando la pressione aumenta nel nostro sistema a portata variabile, la nostra valvola fornirà questa portata extra a pressione.

Questo flusso in eccesso causerà un superamento della temperatura del set-point. Una volta che il sensore ambiente ha rilevato questo eccesso, chiuderà l’attuatore, causando un brusco calo del flusso. Il processo si ripeterà in un fenomeno descritto come “caccia”.

CacciaModifica

La caccia fa sì che la temperatura della stanza fluttui costantemente, creando un costo importante per i clienti con una scarsa qualità ambientale e un aumento della manutenzione. Più di tre quarti dei reclami ai gestori sono di natura termica. Queste lamentele sono raramente dovute a differenze interindividuali nella temperatura preferita ma, invece, ad aumenti con l’aumentare della deviazione della temperatura. La soluzione che più di due terzi dei gestori di edifici usano per rispondere a questo tipo di reclami è di cambiare il set-point. Abbassando il set-point di una media di 1 °C in un sistema di raffreddamento, aumentiamo il suo consumo di energia fino al 10%. La soluzione ai problemi di “caccia” e di traboccamento nei sistemi ad acqua fredda sta nell’uso di valvole di controllo indipendenti dalla pressione.

Valvole di controllo indipendenti dalla pressioneModifica

Le valvole di controllo indipendenti dalla pressione sono usate per limitare il flusso al terminale del fan coil e all’unità di trattamento dell’aria. Questo flusso non è influenzato dalle variazioni della pressione di ingresso. Un diaframma all’interno della valvola mantiene costante la pressione di uscita, e questo fornisce un flusso costante al terminale. Il vantaggio aggiunto delle valvole di controllo indipendenti dalla pressione è che, quando sono dotate di un attuatore, sostituiscono la valvola di bilanciamento manuale e la valvola di controllo motorizzata con una sola valvola, riducendo così i costi di installazione.

Valvole di controllo elettroniche indipendenti dalla pressioneModifica

Le valvole di controllo elettroniche indipendenti dalla pressione utilizzano un misuratore di flusso o una caduta di pressione attraverso un orifizio per fornire dati di flusso a un attuatore che lavora per fornire il flusso corretto a valle. Queste valvole offrono requisiti di pressione molto più bassi, poiché un regolatore di pressione richiede una pressione all’interno di un intervallo per ottenere il funzionamento. Aumentano la flessibilità in quanto la gamma di flusso impostabile è spesso significativamente più grande delle loro controparti meccaniche, offrono anche una migliore tolleranza allo sporco grazie a un percorso dell’acqua semplificato e alcune la capacità di segnalare le portate al sistema di gestione dell’edificio.

Strategia della valvola di controlloModifica

Le valvole di controllo indipendenti dalla pressione possono essere utilizzate con qualsiasi sistema di controllo. Le opzioni dell’attuatore danno una scelta di controllo termico, a 3 punti o modulante. Questo funzionerà con i sistemi di gestione degli edifici e i controlli delle singole stanze, allo stesso modo delle valvole di controllo tradizionali. Gli attuatori possono anche essere usati per regolare la valvola limitando il flusso. Nelle applicazioni di controllo a 3 punti, questo può essere fatto usando una limitazione del tempo di funzionamento. Per esempio, per il 70% del flusso di progetto diamo all’attuatore il 70% del suo tempo di funzionamento totale. Con un attuatore modulante, per raggiungere il nostro esempio del 70% impostiamo il controllore per controllare tra 0 V e 7 V del segnale 0-10 V.

ConclusioneModifica

Lo straripamento influisce sulla capacità del sistema di controllo di raggiungere la temperatura impostata. Non è necessario che sia inevitabile. Alcune valvole di controllo indipendenti dalla pressione permettono ai fan coil e alle unità di trattamento dell’aria di avere il flusso massimo impostato esattamente al flusso di progetto. Il passaggio di una valvola di controllo tradizionale a una di tipo indipendente dalla pressione non dovrebbe essere visto solo come un vantaggio per l’appaltatore meccanico, riducendo i costi di installazione. Va a vantaggio dell’integratore di sistemi e soprattutto del cliente, assicurando sia livelli di comfort migliori che un consumo energetico ridotto. Le valvole di controllo indipendenti dalla pressione sono una parte essenziale del controllo idronico nelle applicazioni ad acqua fredda. Sono semplici da selezionare e da impostare. Consentono una pressione costante, un flusso costante e soprattutto una temperatura ambiente costante.