IL BILANCIAMENTO

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IL BILANCIAMENTO
La Termoregolazione degli edifici
residenziali: soluzioni per il controllo ed il
bilanciamento degli impianti
Luca Biliero
Introduzione
LA TERMOREGOLAZIONE QUESTA SCONOSCIUTA
milioni di ragioni per scegliere il meglio
COME COMPORTARSI
PER NON SBAGLIARE ?
2│
Introduzione
ISTALLARE UN SISTEMA DI
TERMOREGOLAZIONE DEL CALORE
LA PRASSI
Buonasera, entro
il 2016 dobbiamo mettere
le termovalvole, non ci sono proroghe.
Ho fatto fare dei preventivi ma tanto
sappiamo quanto dobbiamo spendere
Dobbiamo anche cambiare le
elettropompe
|3
Introduzione
DOPO UN ANNO……
Ho tenuto la valvola a 5
e avevo freddo
Ho pagato il 30% in più di prima
Le termovalvole non
servono a nulla
|4
Introduzione – Definizione del problema
Quando possiamo essere soddisfatti
del nostro sistema di
termoregolazione?
• Comfort in ogni situazione
• Risparmio
Introduzione – Possibili problemi dopo l’installazione della termoregolazione
• Rumore
• Squilibri termici nei locali e negli
appartamenti di un edificio
PERCHE’?
• Cattivo controllo della temperatura
ambiente
• Avviamenti lunghi degli impianti
• Spreco di energia
VALVOLE TERMOSTATICHE – A cosa servono?
 Controllo della temperatura ambiente
 Controllo della corretta portata in
funzione del carico termico ambiente
 L’accuratezza di controllo dipende da:
o Caratteristiche costruttive della
valvola
o Pressione disponibile alla valvola
(SEMPRE!!!)
o Caratteristiche della testina
termostatica
VALVOLE TERMOSTATICHE – Accuratezza del controllo
o Pressione disponibile
alla valvola
o Caratteristiche della testina
termostatica
• BILANCIAMENTO IMPIANTO
• Elemento sensibile
• Costante di tempo
• Banda proporzionale
23 Co
21 Co
19 Co
January
June
December
Lo stato di fatto: Criteri progettuali dei
vecchi impianti a radiatori
IMPIANTI ESISTENTI – Criteri Progettuali
FOCUS: impianti centralizzati realizzati dal dopo guerra fino alla fine degli anni ’70
Criteri progettuali:
• temperatura di mandata dell’acqua in condizioni di progetto pari a 85°C
• salto termico di progetto pari a 10°C
• differenza fra la temperatura media del corpo scaldante (80°C) e l’aria ambiente
pari a 60°C.
L’emissione dei corpi scaldanti variava quindi
in funzione della differenza di temperatura secondo
la relazione:
𝑃𝑒𝑓𝑓 = 𝑃𝑈𝑁𝐼
∆𝑇𝑒𝑓𝑓
60
𝑛
𝑃𝑒𝑓𝑓 = potenza termica emessa nelle condizioni di impiego;
𝑃𝑈𝑁𝐼 = potenza termica nominale con ∆ t = 60°C;
∆𝑇𝑒𝑓𝑓 = differenza di temperatura nelle condizioni di impiego;
n = esponente caratteristico per ogni tipo di corpo scaldante (1.3 x radiatori ghisa)
IMPIANTI ESISTENTI – Criteri Progettuali
90,0
80,0
70,0
60,0
50,0
40,0
Temp. Mandata
𝑇𝑖𝑛 = 60
30,0
𝑛
𝑃𝑒𝑓𝑓
∆𝑇𝐻2𝑂
+ 𝑇𝑎𝑚𝑏 +
𝑃𝑈𝑁𝐼
2
20,0
10,0
0,0
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
VARIAZIONE DELLA TEMPERATURA DI MANDATA AL
VARIARE DEL CARICO per un impianto a radiatori
dimensionato con ΔtUNI pari a 60°C e ΔtH20 di progetto
pari a 10°C
Potenza
Dteff
%
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
60,0
55,3
50,5
45,6
40,5
35,2
29,7
23,8
17,4
10,2
0,0
Tmedia
Tin
Tout
DTh2o
Portata
80,0
75,3
70,5
65,6
60,5
55,2
49,7
43,8
37,4
30,2
20,0
85,0
79,8
74,5
69,1
63,5
57,7
51,7
45,3
38,4
30,7
20,0
75,0
70,8
66,5
62,1
57,5
52,7
47,7
42,3
36,4
29,7
20,0
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
100%
100%
100%
100%
100%
100%
100%
100%
100%
100%
100%
IMPIANTI ESISTENTI – Sovradimensionamento della portata
Le pompe di circolazione si sovradimensionavano con portate superiori a quelle
strettamente necessarie per risolvere problemi di bilanciamento
Se le pompe sono
dimensionate secondo la
portata di progetto, occorre
bilanciare correttamente
l’impianto:
la portata è quella strettamente
necessaria
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IMPIANTI ESISTENTI – Sovradimensionamento della portata
Le pompe di circolazione si sovradimensionavano con portate superiori a quelle
strettamente necessarie per risolvere problemi di bilanciamento
Lo sbilanciamento ha effetti
disastrosi
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IMPIANTI ESISTENTI – Sovradimensionamento della portata
Per risolvere il problema: BILANCIAMENTO ALL’ITALIANA
Se le portate sono molto elevate, anche se la portata
nel radiatore di destra è ridotta a poco più della metà,
lo sbilanciamento ha effetti modesti
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La riqualificazione degli impianti esistenti:
la regolazione a portata variabile
PORTATA VARIABILE – Introduzione delle valvole termostatiche
PORTATA VARIABILE – Introduzione delle valvole termostatiche
Dopo aver impostato la temperatura desiderata, la valvola regola il flusso
dell’acqua automaticamente per mantenere la temperatura ambiente desiderata.
1 milione di ragioni per scegliere il meglio
19│
RIQUALIFICAZIONE– Regolazione a portata variabile
REGOLAZIONE A PORTATA VARIABILE – Effetto sulle portate
L’introduzione delle valvole termostatiche provoca
il crollo della portata nell’impianto
da 150…200 l/h per radiatore fino a 100…150 l/h per
appartamento
REGOLAZIONE A PORTATA VARIABILE – Kv delle valvole termostatiche
Attenzione nella scelta della valvola
Il Kv delle valvole termostatiche rappresenta il valore di portata che fluisce
attraverso la valvola, soggetta a un determinato Δp
𝐾𝑣 =
𝑄
∆𝑝
Cosa succede alle normali pressioni differenziali presenti normalmente sulle
valvole (10-20 kPa), quando queste sono completamente aperte?
REGOLAZIONE A PORTATA VARIABILE – Kv delle valvole termostatiche
Pn= 2000 W
Qn (ΔT=15°C)=115 l/h
Pn= 500 W
Qn (ΔT=15°C)=29 l/h
Concentriamoci solo sulle valvole, trascurando la perdita di carico di radiatore e
detentore.
Ipotizziamo:
Kv= 0.9 m3/h (valore di Kvs per valvola da ½")
ΔP=15 kPa
REGOLAZIONE A PORTATA VARIABILE – Kv delle valvole termostatiche
Pn= 2000 W
Qn (ΔT=15°C)=115 l/h
Pn= 500 W
Qn (ΔT=15°C)=29 l/h
La portata che realmente attraversa i 2 radiatori sarà identica e pari a:
𝑄𝑟 = 𝐾𝑣 𝑥 ∆𝑝 = 0.9 𝑥 15 = 𝟑𝟒𝟗 l/h
L’errore rispetto alla portata nominale è pari a:
𝐸%𝑟𝑎𝑑1 =
𝑄𝑟 −𝑄𝑛
𝑄𝑛
=
349−115
115
= 𝟐𝟎𝟑%
2 volte il necessario!!!
𝐸%𝑟𝑎𝑑2 =
𝑄𝑟 −𝑄𝑛
𝑄𝑛
=
349−29
29
= 𝟏𝟏𝟎𝟎%
11 volte il necessario!!!
REGOLAZIONE A PORTATA VARIABILE – Kv delle valvole termostatiche
Pn= 2000 W
Qn (ΔT=15°C)=115 l/h
Pn= 500 W
Qn (ΔT=15°C)=29 l/h
La portata di 349 l/h con ΔT=15°C corrisponderebbe a 6 kW, ovvero potrebbe
soddisfare la richiesta di circa un intero appartamento di 100 m2 in zona
climatica D.
REGOLAZIONE A PORTATA VARIABILE – Kv delle valvole termostatiche
A questo sovrafflusso corrisponde un proporzionale aumento di
potenza emessa dal radiatore?
𝑃𝑛 = 𝑈 𝑥 𝑆 𝑥 ∆𝑇
∆𝑇 =
𝑈 = 𝑡𝑟𝑎𝑠𝑚𝑖𝑡𝑡𝑎𝑛𝑧𝑎
𝑆 = 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒
𝑇𝑖𝑛 + 𝑇𝑜𝑢𝑡
− 𝑇𝑎𝑚𝑏
2
Dato che sia U, che S sono costanti, la funzione 𝑃𝑛 = 𝑓 ∆𝑇 è massima quando:
𝑇𝑖𝑛 = 𝑇𝑜𝑢𝑡
Tin= 80°C, Tout= 60°C Tamb= 20°C, ΔT= 50°C
Tin=Tout = 80°C, Tamb= 20°C, ΔT= 60°C
𝑷𝒏𝟔𝟎 − 𝑷𝒏𝟓𝟎 𝟔𝟎 − 𝟓𝟎
𝑬% =
=
= 𝟐𝟎%
𝑷𝒏𝟓𝟎
𝟓𝟎
A fronte di aumenti impressionanti della portata, l’ incremento di
potenza emessa è modesto (max 20%)
REGOLAZIONE A PORTATA VARIABILE – CORTOCIRCUITO IDRAULICO
Quando si verificano queste disastrose sovraportate?
Quando la valvola si troverà completamente aperta, ovvero:
• Avviamento da freddo dopo la fermata notturna
• Funzionamento attenuato dell’impianto
• Comportamenti scorretti dell’utente
• apertura finestra
• aumento della temperatura impostata dall’utente
Tale situazione viene definita in gergo:
CORTOCIRCUITO IDRAULICO
REGOLAZIONE A PORTATA VARIABILE – LA PREREGOLAZIONE
E’ necessario limitare la portata con otturatore tutto aperto
Sono necessari corpi valvola con kV regolabili. Alla portata di progetto la perdita di
carico deve essere la stessa in ogni corpo scaldante per poter equilibrare il sistema
kv 
Q
P
Potenz
aW
8 gradi di preregolazione
Dispositivo di
preregolazione
Q
l/h
necessario
Prere
g.
600
28,67
0,0906
2
28,46
2200
105,11
0,3323
5
113,84
1600
76,44
0,2417
4
79,06
teorica
KV
Qprogett
o
REGOLAZIONE A PORTATA VARIABILE – LA PREREGOLAZIONE
Durante il
funzionamento,
ogni radiatore
dispone sempre
della
portata di
progetto. Di più
non serve!!
IL BILANCIAMENTO – Tipico edificio residenziale
IL BILANCIAMENTO – Tipico edificio residenziale
• Nel dettaglio cosa succede......
IL BILANCIAMENTO – Tipico edificio residenziale
• Nel dettaglio cosa succede......
• Per effetto della regolazione le colonne si sbilanciano......
IL BILANCIAMENTO – Comportamento dinamico del sistema
La dinamica dell’impianto
IL BILANCIAMENTO – Comportamento dinamico del sistema
Variazione dei carichi
1
• Fattori interni o esterni causano
la continua variazione della
richiesta termica del sistema
• Ad esempio: elettrodomestici,
computers, illuminazione,
affollamento del locale, cucina ,
sole, ecc........
IL BILANCIAMENTO – Comportamento dinamico del sistema
Regolazione Valvole Term.
2
• Le testine termostatiche
reagiscono alla variazione termica
chiudendo le valvole sui
radiatori.....
IL BILANCIAMENTO – Comportamento dinamico del sistema
Pressione e portata
3
• ... causando sovrapressioni e sovraportate
sui restanti radiatori nell’impianto
IL BILANCIAMENTO – Comportamento dinamico del sistema
Discomfort
4
• Si generano situazioni di Discomfort
• Esempi: Rumore, troppo caldo, troppo
freddo, oscillazioni, .......
IL BILANCIAMENTO – Comportamento dinamico del sistema
Discomfort
• I fattori interni/esterni cambiano
continuamente!
• Si instaura un circolo vizioso. Il
discomfort genera nuove richieste di
variazione nell’impianto.
IL BILANCIAMENTO – Comportamento dinamico del sistema
Discomfort
• Le fluttuazioni di pressione nel sistema
sono la causa fondamentale del
problema!
• L’unica soluzione possibile per
interrompere il circolo vizioso, è quella
di rendere stabile la pressione
disponibile alle unità terminali,
indipendentemente quello che accade
nel resto dell’impianto.
IL BILANCIAMENTO – Comportamento dinamico del sistema
Comfort del sistema bilanciato
6
• Un sistema bilanciato
ditribuisce la giusta
portata d’acqua ai
radiatori in qualsiasi
condizione di richiesta
di carico
Il bilanciamento degli impianti di
riscaldamento con valvole termostatiche.
Come è meglio bilanciare l’impianto?
IL BILANCIAMENTO – Lo stato attuale
Stato attuale
IMPIANTO NON BILANCIATO
Impianto senza valvole
termostatiche e senza
valvole di bilanciamento
Pompe a velocità costante
Soluzioni tipiche per evitare i problemi dovuti allo sbilanciamento:
•
•
Aumento temperatura di mandata
Sovradimensionamento pompe – alte portate
IL BILANCIAMENTO – Il bilanciamento MANUALE
Caso 1:
BILANCIAMENTO MANUALE: Impianto dotato di valvole con pre-regolazione
e valvole di bilanciamento manuale
Valvole con preregolazione
Per ciascun radiatore
Valvole di
bilanciamento
manuale
Sulle colonne montanti
IL BILANCIAMENTO – Il bilanciamento MANUALE
Dati: impianto a distribuzione orizzontale e colonne montanti con valvole di bilanciamento
manuale, radiatori, valvole termostatiche con preregolazione, pompa elettronica a
pressione costante
Valori indicativi
Portata calcolata con ΔT = 15-20°C
Δp tubazioni: 50 - 150 Pa/m → solitamente 2…3 m.c.a.
Δp radiatore = 1 kPa
Δp bilanciamento = 3 kPa
Δp valvole termostatiche = 8 kPa
Prevalenza pompa :
Δppompa=Δpradiatore+Δptubazioni+Δpvalv+Δpcaldaia+accessori ≈ 3…..6 m
IL BILANCIAMENTO – Il bilanciamento MANUALE
50% carico
50% carico
 SOVRAPRESSIONE SULLE VALVOLE
100% carico
 GROSSE SOVRAPORTATE
Pressione
disponibile alla
colonna
 BASSA AUTORITA’
(Controllo
ON/OFF)
 BASSI DELTA T RISPETTO ALLE CONDIZIONI DI PROGETTO
 RUMORE
IL BILANCIAMENTO – Il bilanciamento MANUALE –
CONSEGUENZE ED EFFETTI DELLA SOVRAPRESSIONE
• Sovraportate sui radiatori
• Rumore sulle valvole in chiusura
• Aumento dei costi di pompaggio
• Cortocircuito idraulico
• Alte temperature di ritorno
• Perdita efficienza caldaia a condensazione
• Perdite di calore sulla tubazione di ritorno
• Scarsa capacità di controllo della valvola
(bassa autorità → comportamento ON/OFF)
• Pendolazione della temperatura ambiente
IL BILANCIAMENTO – Il bilanciamento MANUALE –
CONSEGUENZE ED EFFETTI DELLA SOVRAPRESSIONE
“Probabili delusioni”
 Le pompe elettroniche risolvono ogni problema
 Il controllo climatico è in grado di compensare gli effetti
dello sbilanciamento
IL BILANCIAMENTO – Il bilanciamento MANUALE –
SCELTA DELLA POMPA
Scelta della pompa: giri fissi
AL RIDURSI DELLA PORTATA CIRCOLANTE AUMENTA LA
PRESSIONE DIFERENZIALE A CAVALLO DELLE VALVOLE
TERMOSTATICHE…
IL BILANCIAMENTO – Il bilanciamento MANUALE –
SCELTA DELLA POMPA
Pompe elettroniche
A giri fissi
A pressione
costante
A pressione
proporzionale
SCELTA DELLA POMPA – PRESSIONE COSTANTE
Pressione al 100% della Q
ΔP alla valvola
100% carico
SCELTA DELLA POMPA – PRESSIONE COSTANTE
Pressione al 50% del carico
100% carico
ΔP alla valvola
50% carico
SCELTA DELLA POMPA – PRESSIONE PROPORZIONALE
SCEGLIENDO LA REGOLAZIONE A PRESSIONE PROPORZIONALE (ALLA
PORTATA), IN TEORIA, LA PRESSIONE DIFFERENZIALE A CAVALLO DELLE
VALVOLE TERMOSTATICHE E’ APPROSSIMATIVAMENTE COSTANTE.
SCELTA DELLA POMPA – PRESSIONE PROPORZIONALE
ATTENZIONE CON IL BILANCIAMENTO MANUALE!
Prevalenza
insufficiente!
Portata ridotta
100% carico
Pressione disponibile alla colonna
SCELTA DELLA POMPA
A pressione costante:
A pressione proporzionale:
OK con bilanciamento manuale
OK con bilanciamento automatico
1 milione di ragioni per scegliere il meglio
Attenzione con bilanciamento manuale
57│
IL BILANCIAMENTO – Il bilanciamento MANUALE –
DA COSA E’ CAUSATA LA SOVRAPRESSIONE?
• Fluttuazioni di pressione nell’impianto
• Condizioni del sistema:
o Perdite di carico sui singoli elementi
• radiatori, valvole, tubazioni, etc.
o Pressione pompa
o Tipo di controllo della pompa
IL BILANCIAMENTO – Il bilanciamento MANUALE –
COME RIMEDIARE?
 Maggiori sono le perdite di carico nel circuito e maggiore
sarà l’effetto sulle sovraportate ai carichi ridotti
………
allora
la soluzione
èedi
 Maggiore
è la lunghezza
delle tubazionimigliore
di distribuzione
maggiore sarà l’effetto sulle sovraportate ai carichi ridotti
stabilizzare
la
pressione!!!
 Minore è la lunghezza e minore l’effetto delle sovrapressioni
in condizioni di riduzione di portata
IL BILANCIAMENTO – Il bilanciamento AUTOMATICO DELLE COLONNE
Caso 2: BILANCIAMENTO AUTOMATICO:
Impianto dotato di valvole con pre-regolazione e valvole di bilanciamento
AUTOMATICO della pressione differenziale sulle colonne
Valvole con
preregolazione
Per ciascun radiatore
Valvole di bilanciamento
AUTOMATICO
Sulle colonne montanti
IL BILANCIAMENTO – Il bilanciamento AUTOMATICO DELLE COLONNE
Stesse ipotesi dell’esempio precedente
Impostazione valvola controllo pressione differenziale
ΔpASV-PV_set = Δpradiatore+Δptubo vert+Δpvalvola = 10 - 15 kPa
IL BILANCIAMENTO – Il bilanciamento AUTOMATICO DELLE COLONNE
50% carico
100% carico
Pressione disponibile alla colonna
IL BILANCIAMENTO – Il bilanciamento AUTOMATICO DELLE COLONNE
DIAGRAMMA DI PRESSIONE DELLA COLONNA
La stabilizzazione della pressione alle colonne riduce
drasticamente le sovrapressioni alle valvole.
10,5 kPa at 50% load
12 kPa
8 kPa at 100% load
100% load
50% load
IL BILANCIAMENTO – Il bilanciamento AUTOMATICO
E’ la soluzione migliore?
 E’ un’ottima soluzione ma……
o …più è corta la linea di distribuzione, minore è l’effetto
sulla sovrapressione!!!
o …non è sempre facile/possibile/economico intervenire sulle
colonne!!!
 … allora perché non stabilizziamo la pressione
ancora più vicino all’utenza???
IL BILANCIAMENTO – Il bilanciamento AUTOMATICO
Valvole termostatiche dinamiche
Valvole per radiatori indipendenti dalla pressione
IL BILANCIAMENTO – La soluzione indipendente dalla pressione
Valvole Dinamiche
Cos’è la Valvola Dinamica?
• Valvola per radiatori Indipendente dalla Pressione
IL BILANCIAMENTO – La soluzione indipendente dalla pressione
Valvole Dinamiche
Cos’è la Valvola Dinamica?
• Due Valvole in una
Valvola per radiatore
con pre-regolazione
Valvola per il controllo
della pressione
Differenziale
IL BILANCIAMENTO – La soluzione indipendente dalla pressione
Valvole Dinamiche
• Valvola per radiatore con preregolazione….
IL BILANCIAMENTO – La soluzione indipendente dalla pressione
Valvole Dinamiche
• ….e un regolatore della
pressione differenziale
IL BILANCIAMENTO – La soluzione indipendente dalla pressione
Valvole Dinamiche
IL BILANCIAMENTO – La soluzione indipendente dalla pressione
Valvole Dinamiche
Come lavora la valvola Dinamica?
• Garantire una pressione differenziale costante sulla valvola di controllo,
significa mantenere una portata costante attraverso la valvola dinamica
10 KPa è il valore minimo da garantire
IL BILANCIAMENTO – La soluzione indipendente dalla pressione
Valvole Dinamiche
Soluzione automatica: Valvole Dinamiche
Non sono necessarie altre valvole di bilanciamento !
Valvola Dinamica
Per ciascun radiatore
72│ Technical Department – DANFOSS property
IL BILANCIAMENTO – La soluzione indipendente dalla pressione
Valvole Dinamiche
Il controllo più accurato
Heat demand
Time
Available p
Sistema tradizionale
Flow =f(pv)
Time
Time
Room temperature
Time
Dinamica
Available p
Time
p on control valve
Time
Flow =f(pv)
Time
Room temperature
Time
IL BILANCIAMENTO – La soluzione indipendente dalla pressione
Dynamic Radiator Valve
Risparmio energetico
• Con il sistema perfettamente bilanciato grazie alle Dynamic valves, siamo
in grado di ridurre l’ampiezza delle oscillazioni di temperatura
dell’ambiente….
• … e quindi mediamente si abbassa il valore di set point di temperatura
 Cattivo bilanciamento
 Bilanciamento automatico
Temp
Temp
Setting deviation
25 C
22 C
21
19°C
20
19
Time
Time
IL BILANCIAMENTO – La soluzione indipendente dalla pressione
Dynamic Radiator Valve
Risparmio energetico
• In riscaldamento l’abbassamento
di 1°C del set point di temperatura,
comporta un risparmio tra il 5% e
8%
VALVOLE TERMOSTATICHE – Bilanciamento idraulico impianto
Vantaggi delle valvole dinamiche
• Il controllo accurato della temperatura ambiente
assicura di risparmiare energia
• Benefit aggiuntivi:
o Facilità di progettazione
o Semplicità di installazione
o Miglior Comfort
o Nessuna lamentela
o Garanzia di perfetto funzionamento di tutto
l’impianto
o Risparmio energetico
Le testine termostatiche
TESTINE TERMOSTATICHE – Regolazione Proporzionale
La valvola termostatica è un regolatore proporzionale, perciò agisce sul
sistema non appena il valore della temperatura controllata tende a discostarsi
dal set-point, con un'azione proporzionale all'entità dello scostamento.
Affinché nelle condizioni di progetto circoli acqua nella valvola, questa deve
essere sufficientemente aperta, ovvero occorre accettare una differenza fra la
temperatura di set-point e la temperatura effettiva
78
TESTINE TERMOSTATICHE – Banda Proporzionale
Si definisce BANDA PROPORZIONALE, la differenza fra temperatura di set-point
impostata e la temperatura ambiente misurata che consente di far circolare la
portata di progetto.
La banda proporzionale, rappresenta quindi la variazione di temperatura
ambiente necessaria per spostare la valvola dalla posizione di chiusura alla
posizione che, in base alla differenza di pressione presente ai capi della
valvola, consente il passaggio della portata di acqua di progetto
calcolata al carico massimo.
Nella pratica comune si raccomanda di dimensionare le valvole per valori
della banda proporzionale compresi fra 0,5 e 2°C.
TESTINE TERMOSTATICHE – Stabilità della regolazione
Il sistema di regolazione in un impianto deve garantire che la risposta ad una
variazione della grandezza controllata abbia minime oscillazioni di valori e che
successivamente venga ripristinato il valore voluto.
In un sistema di regolazione proporzionale, ogni inerzia nel percorso
sensore-attuatore produce instabilità.
la stabilità della regolazione (assenza di oscillazioni) dipende soprattutto dal tempo
di reazione del sistema regolante, più quest’ultimo è breve, minori sono i rischi di
pendolazione della temperatura.
Più breve è il tempo di reazione, più piccola potrà essere la banda
proporzionale senza causare oscillazioni di temperatura
TESTINE TERMOSTATICHE – I sensori a liquido
Sensore a Liquido
• Tempi di reazione medi (tra i 15 e i 25 minuti)
• Inerzia termica media
• Occorre che tutto il liquido si riscaldi. Oltre alla conduzione, i moti
convettivi interni al sensore (rimescolamento del liquido) aiutano a
ridurre i tempi di risposta.
TESTINE TERMOSTATICHE – La scelta migliore
Per ottenere il massimo risparmio energetico e il migliore comfort
negli ambienti, è importante che la valvola:
• Reagisca il più velocemente possibile
• Garantisca una regolazione precisa e stabile
82
TESTINE TERMOSTATICHE – SENSORE A GAS
Sensore a gas in condensazione
• Tempi reazione rapidissimi
• hanno il sensore costituito da un soffietto riempito con
un vapore in equilibrio con una piccola quantità di
liquido.
• Sono caratterizzate da tempi di risposta molto brevi (5/7
minuti), perchè è sufficiente riscaldare la piccola quantità
di liquido contenuta
• Hanno anche l'ulteriore vantaggio di essere controllate
dalla temperatura nel punto più freddo del loro involucro,
il che ne riduce la sensibilità alla temperatura del corpo
scaldante e dell'acqua circolante nel corpo valvola.
TESTINE TERMOSTATICHE – SENSORE A GAS
Velocità di risposta
Portata
liquido
Gas
5 min
RISPARMIO
CALORE NON
NECESSARIO
22 min
TESTINE TERMOSTATICHE – SENSORE A GAS
Amplificazione / Banda proporzionale
Il sensore a gas non è solo più veloce, ma è anche più preciso.
La testina si muove di più per ogni grado di variazione della T ambiente.
Ciò permette al sensore a gas di reagire all’interno di una minore differenza tra
temperatura di set-point e temperatura ambiente, ovvero in una banda
proporzionale inferiore.
Amplification/P-band
Flow
Gas
Liquid
Qdim
100 l/h
Savings
21 Co
o
22 Co 23 C
Room
temperatur
Closing
temperature
TESTINE TERMOSTATICHE – SENSORE A GAS
Riduzione del consumo
Temperatura
stanza
23 Co
Maggior consumo del 5 %
con testine liquido
21 Co
19 Co
Maggior effetto sulla riduzione
di consumo nelle mezze
stagioni, dove le temperature
variano frequentemente
Gennaio
Giugno
Dicembre
TESTINE TERMOSTATICHE – SENSORE A GAS
Conclusioni
•L’elemento a gas reagisce più velocemente e
permette di evitare lo spreco di energia
durante la chiusura rapida
•Migliore comfort e temperatura ambiente
che resta maggiormente costante
•Migliore sfruttamento degli apporti gratuiti
grazie alla velocità di reazione
•L’elemento a gas ha un maggiore fattore di
amplificazione garantendo una banda
proporzionale inferiore e quindi minor consumo
di energia
•Saving del 5% rispetto all’utilizzo di un
sensore a liquido
TESTINE TERMOSTATICHE – TESTINE ELETTRONICHE
Regolatori PID
•
•
•
•
Elettronica (PID)
Design
Programmabile 24/7
Top savings
TESTINE TERMOSTATICHE – TESTINE ELETTRONICHE
Regolatori PID
 Risparmio energetico
 Programmi preimpostati
 Controllo preciso della T (PID control)
 Adaptive learning
 Funzione finestre aperte
 Durata batteria 2 anni
 Funzione “Valve exercise”
 Limitazione Min/Max T
 Funzione Vacanze
 Protezione antigelo
TESTINE TERMOSTATICHE – TESTINE ELETTRONICHE
Regolatori PID
Proportional
Proportional-Integral-Derivative
(P-control)
(PID-control)
Traditional thermostat
PID thermostat
Misurazione dell’Energia
Le basi del Contatore di Energia
Che cosa è un contatore di energia?
Un contatore di energia è un dispositivo che misura la quantità di energia consumata
(elettrica, termica, ecc).
L'energia termica può essere il riscaldamento, raffreddamento o l'energia del vapore.
Che cos’è un contacalorie?
Un contacalorie (caldo o freddo) è un dispositivo che misura l’energia termica attraverso
la misura della portata del fluido (caldo o freddo) e la differenza di temperatura (∆T ) tra
la mandata ed il ritorno del sistema.
Misuratore della portata
calcolatore dell’energia
Coppia di sonde della temperatura
Danfos
s
energy
meters
2 Tipologie
Ultrasuoni
Meccanico
Danfos
s
energy
meters
Principio di misura della portata con gli ultrasuoni
Il sensore misura la differenza di tempo (T) tra un impulso ultrasonico trasmesso nella
direzione del flusso (verso valle) e un impulso ultrasonico trasmesso opposta alla direzione
del flusso (verso monte). La differenza di tempo è direttamente proporzionale alla velocità
del fluido all’interno della tubazione
Nessuna riflessione nel tubo di misura
Risultato: campo sonoro omogeneo
La base per la misurazione precisa
La riflessioni della struttura non raggiunge più il trasduttore
Danfoss energy meters
Principio di misura della portata conil tipo
meccanico
La portata volumetrica attraversa una girante mettendola in movimento.
La rotazione è direttamente proporzionale alla portata volumetrica.
Ingresso
Uscita
Danfoss energy meters
Confronto misuratore Ultrasonico/Meccanico
Caratteristica
Precisione nella
misura
Verifica periodica in
accordo a
DM 155/2013
MI 004
Ultrasuoni
Piccoli
1:100
Medio Grandi 1:250
Meccanico
Piccoli Medi
Grandi
1:25 / 1:50
1:100
portata fino a 3 m³/h
entro 9 anni
portata fino a 3 m³/h
entro 6 anni
portata superiore a 3m³/h
entro 8 anni
portata superiore a 3m³/h
entro 5 anni
Perdite di Carico
Minor perdite di carico
Non ci sono organi in movimento
Installazione
Non necessitano filtri e spazi di
calma
Prima del contatore serve un filtro
Sono necessari degli spazi di calma
portata fino a 3 m³/h
Indice 100
portata fino a 3 m³/h
Indice 90-100
portata superiore a 3m³/h
Indice 100
portata superiore a 3m³/h
Indice 85-100
Prezzo
Danfoss energy meters
Note
Ultrasonico 2-3 volte più
preciso
3 anni di differenza
Applicazione
flat 3
flat 2
flat 1
Danfoss energy meters
Esempio di Installazione
Calcolatore
Sonde
Tubo di Misura
Danfoss energy meters
Comunicazione Mbus
ripetitori
M-Bus master
Internet
server
M-Bus
TCI/IP
M-Bus
USB
M-Bus
RS232
M-Bus
Comunicazione Radio Walk by
Ricevitore
Mobile OMS
Contatori con
modulo Radio
Protocollo OMS
Walk By
Tablet
Comunicazione Radio – Rete fissa
Contatori con
modulo Radio
Protocollo OMS
Ricevitore Radio OMS
Intranet, Internet
Software
GPRS
Internet
Grazie
per l’attenzione