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La sostituzione della caldaia tradizionale con l’allacciamento al
teleriscaldamento può comportare diverse modalità di regolazione
della temperatura degli ambienti.
La regolazione
della temperatura
negli ambienti
TELERISCALDAMENTO
di Franco Ricci e Giovanni Amoroso
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IMPIANTI BUILDING
La gran parte degli allacciamenti di edifici alle reti
di teleriscaldamento in realizzazione nelle grandi
città italiane (Milano, Brescia, Bergamo, Torino,
ecc.) consiste nella sostituzione delle caldaie tradizionali per riscaldamento centralizzato di stabili di
una certa anzianità costruttiva, multipiano, che per
semplicità chiameremo condomini. Le centrali termiche tipiche di questi edifici prevedono in genere l’installazione di una o più caldaie, in parallelo sullo
stesso collettore, da cui si dirama la linea di distribuzione, solitamente del tipo verticale a colonne
montanti, verso gli utilizzatori. I terminali di emissione nella maggior parte dei casi sono del tipo a
radiatore ma si trovano anche distribuzioni a pannelli radianti a pavimento.
Raramente nei condomini di non recente edificazione è presente anche la produzione di acqua calda
sanitaria.
Anche in edifici datati i sistemi di regolazione che si
possono trovare sono già di tipo climatico. La regolazione di temperatura negli ambienti dei vari
appartamenti è effettuata variando la temperatura di
mandata ai corpi scaldanti in funzione della temperatura esterna rilevata da una sonda installata su
una facciata dell’edificio, secondo una curva di
compensazione. La scelta di tale curva è affidata al
gestore dell’impianto in funzione della temperatura
che si aspetta di avere all’interno dell’edificio ed è
impostata all’interno del regolatore elettronico della
centrale termica. La temperatura di mandata è inoltre in genere ridotta nel periodo notturno, rispetto al
set-point usato in regime di confort.
La regolazione climatica nei sistemi con caldaie di
tipo tradizionale viene spesso realizzata attraverso
l’utilizzo di una regolazione a portata costante ottenuto mediante l’adozione di una valvola miscelatrice
a tre vie. La caldaia (se non è di nuova concezione,
tipo cosiddetto a temperatura scorrevole) produce
calore sostanzialmente a temperatura costante ed
elevata, lavora cioè a “punto fisso”, mentre la regolazione di temperatura agli utilizzatori viene propriamente svolta dalla valvola miscelatrice a tre vie,
che per regolare la temperatura, ricircola parte del
ritorno dai corpi scaldanti.
Le variazioni del periodo di accensione della centrale termica sono impostate dal gestore secondo la
propria “esperienza”, con fermata notturna e fermate durante la giornata secondo l’andamento meteorologico esterno.
La regolazione di temperatura negli ambienti al
variare delle condizioni di temperatura esterna
durante la stagione invernale è quindi, per gli edifici delle grandi città non di recente costruzione, basata molto sull’esperienza del gestore dell’impianto e,
in particolare, senza alcuna diretta retroazione del-
FIG. 1
SOTTOCENTRALE TELERISCALDAMENTO
la effettiva misura della temperatura negli ambienti
degli appartamenti, non essendoci termostati
ambiente collegati con la centrale termica.
La situazione sta progressivamente cambiando nelle
aree di nuova edificazione, in quanto gli edifici multipiano di recente costruzione, per ottemperare alle
nuove normative di efficienza energetica e per seguire le richieste del mercato, che chiede ovviamente
regolazione e contabilizzazione separata per
appartamento, sono realizzati con distribuzione
orizzontale e moduli di appartamento con regolazione, contabilizzazione e spesso produzione di
acqua sanitaria locale.
Per gli edifici esistenti inoltre, in particolare in Lombardia, si assisterà alla diffusione della regolazione
di temperatura mediante le valvole termostatiche sui
radiatori, rese progressivamente obbligatorie dalle
recenti Delibere regionali.
Il teleriscaldamento si inserisce quindi in questo tipo
di impiantistica “tradizionale” sostituendo le caldaie
con le sottocentrali di scambio termico.
Le sottocentrali di scambio termico sono dei package precostruiti, realizzati attorno ad uno scambiatore di calore, che ha la funzione di trasferire calore
dalla rete primaria del teleriscaldamento alla rete
secondaria dell’utenza, senza mettere in contatto i
fluidi dei due circuiti e separandone le relative temperature e pressioni. Sono dotate di sistema di rego-
lazione di temperatura del circuito secondario e
installano anche un contatore di calore per la fatturazione commerciale.
Nella gran parte dei casi, la regolazione della temperatura di mandata ai corpi scaldanti dell’edificio
avviene comandando la valvola di regolazione della portata di acqua sul lato primario dello scambiatore, per mantenere il set-point di mandata determinato dalla centralina elettronica in funzione della
temperatura rilevata dalla sonda esterna.
A livello impiantistico quindi, per la regolazione della temperatura dell’acqua del circuito di riscaldamento, viene meno la necessità di un’ulteriore valvola miscelatrice sul circuito secondario: nelle trasformazioni a teleriscaldamento degli impianti esistenti è
solitamente rimossa, oltre alla caldaia, anche la valvola miscelatrice presente nell’impianto, mentre viene mantenuto soltanto il preesistente gruppo di pompaggio.
Anche se il sistema può sembrare simile a quello tradizionale delle caldaie, si evidenziano alcune significative differenze, sia di carattere tecnico che legislativo:
• la temperatura del circuito primario, cioè della
rete teleriscaldamento, può raggiungere per le reti
a teleriscaldamento ad acqua surriscaldata la temperatura di 130 °C di mandata, mentre il ritorno
è normalmente tra i 55 – 65 °C
• la regolazione di temperatura di mandata ai corpi
scaldanti è direttamente effettuata sullo scambiatore a piastre, senza ricircolo sulla valvola a tre vie
• la programmazione oraria e giornaliera (accensione, spegnimento e attenuazione) agisce
anch’essa direttamente sulla apertura/chiusura
della valvola di regolazione
• se il sistema di produzione del teleriscaldamento è
di tipo cogenerativo, decade inoltre il vincolo sugli
orari imposto dal rispetto del DPR 412/93, ad
esempio nella Zona E si possono superare le 14
ore di funzionamento in regime di confort dell’impianto.
TELERISCALDAMENTO
SCHEMA
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IMPIANTI BUILDING
TEMPERATURE
TIPICHE DI ESERCIZIO
FIG. 2
ANDAMENTO
POTENZA DI PUNTA
FIG. 3
--- POTENZA CALDAIA
--- POTENZA TIR
CURVA
FIG. 4
TELERISCALDAMENTO E CURVA
CALDAIA,ANDAMENTO POTENZA DI PUNTA
sta attenzione deve essere posta in presenza di
moduli di regolazione/scambio di appartamento e di
valvole termostatiche sui corpi scaldanti.
I sistemi di regolazione climatica tra impianti tradizionali e a teleriscaldamento, simili nella teoria
impiantistica, si differenziano nell’esercizio. Gli
impianti a teleriscaldamento permettono, anche grazie alle deroghe legislative a cui sono soggetti, una
migliore gestione del prelievo di potenza dalla rete,
grazie ad una gestione degli orari di funzionamento più flessibile, il che, vista le tipologie contrattuali
basate talvolta sulla potenza istantanea prelevata,
può permettere anche una riduzione dei costi di
gestione.
■
Gli autori
Ing. Franco Ricci
A2A Calore e Servizi
Responsabile Lavori clienti teleriscaldamento
Ing. Giovanni Amoroso
A2A Calore e Servizi
Responsabile Lavori clienti teleriscaldamento
Milano
TELERISCALDAMENTO
Le sottocentrali di scambio termico per teleriscaldamento vengono progettate con un valore predefinito
di ΔT sui circuiti primario e secondario alle condizioni nominali di funzionamento, ma verranno sollecitate a ΔT diversi in funzione delle temperature realmente incontrate sul circuito secondario.
In particolare la potenza di picco erogata in avviamento di una sottocentrale di scambio termico può
essere molto più alta di quella a regime, sia perché il
circuito secondario è ancora freddo e sia perché, a
differenza di una caldaia, la potenza erogata da uno
scambiatore è funzione del ΔT medio logaritmico delle temperature tra primario e secondario. La sottocentrale quindi può erogare, tipicamente all’avviamento del mattino nelle giornate invernali più fredde,
una potenza che può essere anche il doppio di quella nominale di dimensionamento e anche il triplo della potenza media necessaria per mantenere in temperatura l’edificio nelle ore centrali della giornata.
Un assorbimento di potenza di picco così elevato
comporta uno stress della sottocentrale ed in particolare un sovraccarico della rete di teleriscaldamento per un breve periodo, sovraccarico che richiede
pompaggi inutilmente elevati nelle centrali di produzione del calore e che può mandare in crisi le utenze collegate alla rete in posizione più sfavorita dal
punto di vista delle pressioni di mandata e ritorno.
Per questo motivo le sottocentrali di teleriscaldamento sono limitate dal gestore della rete, nella potenza
massima erogabile e/o nella portata massima assorbita sul circuito primario, settando in fase di primo
avvio i parametri della centralina elettronica di regolazione o installando una valvola limitatrice di portata sul circuito primario. Alla limitazione di potenza
e portata è in genere associata anche una limitazione sulla temperatura massima di ritorno sul primario
della rete teleriscaldamento.
I limiti di potenza termica erogata e portata sono in
genere anche definiti nel contratto commerciale di
fornitura, e incidono sul prezzo, in analogia alle forniture di altri servizi a rete come l’elettricità o il gas.
La gestione ottimale di una rete di teleriscaldamento,
soprattutto se dimensioni importanti come diffusione
sul territorio, richiede un uso razionale del calore, che
riduca la potenza termica impegnata a sostanziale
parità di fabbisogno energetico richiesto dall’edificio.
Con il teleriscaldamento è utile quindi impostare un
funzionamento del riscaldamento dell’edificio che
non preveda il tipico schema della caldaia con
accensione a piena potenza verso le 6 del mattino,
riduzione o fermata in genere dalle 9 alle 11, e fermata notturna dalle 22 alle 6. Occorre anticipare
l’avvio della sottocentrale al mattino, far crescere
gradualmente la potenza erogata e prolungare l’orario di funzionamento effettuando riduzioni di temperatura nella giornata e durante la notte.
È importante anche che il ΔT tra mandata e ritorno
del circuito dell’edificio sia progettato adeguatamente alto e si mantenga nel tempo, mantenendo pulite le
piastre dello scambiatore, mediante filtrazione e
addolcimento per controllare la qualità dell’acqua
che circola nel secondario. A maggior ragione que-
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