Una cattiva suddivisione in zone, temperature non uniformi e una distribuzione idrica inefficiente possono aumentare i costi energetici e ridurre la durata dell'impianto. I collettori e gli attuatori correttamente abbinati garantiscono un controllo preciso e affidabile.
Un collettore per il riscaldamento a pavimento idronico distribuisce l'acqua riscaldata ai singoli circuiti di tubazioni, mentre gli attuatori termici regolano ciascun circuito in base ai segnali provenienti dai termostati ambiente. Insieme, questi componenti consentono la suddivisione in zone, il bilanciamento idraulico, il mantenimento di temperature interne stabili e un funzionamento efficiente dell'impianto. Il corretto dimensionamento, la compatibilità elettrica e la messa in servizio a regola d'arte sono fondamentali per garantire prestazioni affidabili nel lungo periodo.
Le sezioni seguenti illustrano le funzioni dei componenti, i criteri di selezione, le priorità di installazione e gli aspetti da considerare in materia di integrazione per i progetti professionali di riscaldamento idronico.
Che cos’è un collettore per riscaldamento a pavimento idronico?
Un collettore per il riscaldamento a pavimento idronico è il principale punto di distribuzione dell'impianto di riscaldamento. Riceve l'acqua riscaldata da una caldaia, da una pompa di calore o da un'altra fonte di calore e la convoglia nei singoli circuiti del riscaldamento a pavimento.
Ogni circuito serve solitamente una stanza, una zona o un'area specifica del piano. Questa configurazione consente all'impianto di riscaldamento di gestire le singole aree in modo indipendente, anziché considerare l'intero edificio come un'unica zona non controllata.
Un gruppo collettore tipico può comprendere:
- Collettori di mandata e di ritorno
- Misuratori di portata
- Valvole di bilanciamento
- Valvole di isolamento
- Sfiati d'aria automatici o manuali
- Punti di riempimento e di scarico
- Termometri o manometri
- Collegamenti per il montaggio degli attuatori
A seconda della configurazione dell'impianto, il gruppo può comprendere anche una pompa di circolazione, una valvola miscelatrice, una valvola di bypass, un'unità di regolazione della temperatura o un armadio di distribuzione.
I collettori sono solitamente realizzati in acciaio inossidabile, ottone o materiali compositi ingegnerizzati. Il materiale scelto deve resistere alla circolazione continua dell'acqua, alla pressione di esercizio, alle variazioni di temperatura e all'uso a lungo termine.
Perché il bilanciamento idraulico è importante
L'acqua segue naturalmente il percorso che presenta la minore resistenza idraulica. In un impianto di riscaldamento a pavimento sbilanciato, i circuiti più corti possono essere sottoposti a una portata d'acqua eccessiva, mentre quelli più lunghi ricevono una portata insufficiente.
Questa condizione può causare:
- Ambienti surriscaldati
- Aree con pavimento freddo
- Temperature interne instabili
- Funzionamento eccessivo della pompa
- Aumento del consumo energetico
- Temperature irregolari dell'acqua di ritorno
I misuratori di portata consentono ai tecnici addetti alla messa in servizio di regolare ogni circuito in base alla lunghezza delle tubazioni, al carico termico calcolato e alla perdita di carico.
Un corretto bilanciamento garantisce che ogni zona riceva la quantità necessaria di acqua riscaldata senza costringere la pompa di circolazione a funzionare a una velocità inutilmente elevata.
Prima di iniziare il bilanciamento, le tubazioni devono essere completamente riempite, lavate, sottoposte a prova di pressione e sfiatate. L'aria intrappolata all'interno di un circuito può limitare la circolazione e rendere imprecise le letture del flussometro.
Dopo la messa in servizio, è necessario registrare le impostazioni definitive della portata ai fini di future ispezioni, interventi di manutenzione o modifiche all'impianto.
Che cos’è un attuatore termico?
Un attuatore termico è un dispositivo a comando elettrico installato sul raccordo della valvola del collettore, solitamente sul collettore di ritorno.
Il suo scopo principale è quello di aprire o chiudere un singolo circuito di riscaldamento in risposta a un segnale proveniente da un termostato ambiente, da un regolatore di zona o da un'unità di controllo centrale.
La sequenza operativa è generalmente la seguente:
- Un termostato ambiente rileva che la temperatura interna è inferiore al valore di riferimento.
- Il termostato invia un segnale elettrico all'attuatore corrispondente.
- L'attuatore apre gradualmente la valvola del collettore.
- L'acqua riscaldata circola nel circuito del piano corrispondente.
- Il termostato interrompe il segnale una volta raggiunta la temperatura ambiente desiderata.
- L'attuatore chiude la valvola e interrompe la circolazione in quella zona.
Gli attuatori termici funzionano generalmente in modo silenzioso e consumano relativamente poca energia elettrica. Il loro movimento di apertura graduale può inoltre ridurre le variazioni improvvise di pressione all'interno dell'impianto idronico.
Tra le tensioni di funzionamento più comuni degli attuatori figurano 24 V e 230 V. La tensione scelta deve essere compatibile con i termostati, il quadro elettrico, il trasformatore e il progetto elettrico dell'opera.
Attuatori normalmente chiusi e normalmente aperti
Gli attuatori termici sono generalmente disponibili in due configurazioni operative.
Attuatori normalmente chiusi
Un attuatore normalmente chiuso mantiene chiusa la valvola del collettore quando non è presente alimentazione elettrica. La valvola si apre solo dopo che l'attuatore ha ricevuto un segnale di comando.
Questa configurazione è ampiamente utilizzata perché il circuito di riscaldamento rimane inattivo quando il sistema di controllo è spento.
Attuatori normalmente aperti
Un attuatore normalmente aperto mantiene la valvola aperta quando non è alimentata. La valvola si chiude solo dopo che l'attuatore ha ricevuto un segnale elettrico.
Questa configurazione può essere selezionata quando il mantenimento della circolazione durante un’interruzione del sistema di controllo o dell’alimentazione è ritenuto importante dal punto di vista operativo.
L'opzione corretta dipende da:
- Strategia di controllo
- Progettazione della fonte di calore
- Funzionamento della pompa
- Requisiti di sicurezza
- Logica del sistema di gestione dell'edificio
- Risposta prevista in caso di interruzione di corrente
Gli attuatori normalmente aperti e quelli normalmente chiusi non dovrebbero essere utilizzati in combinazione senza una strategia di controllo chiaramente definita.
Criteri chiave per la selezione dei componenti
I collettori, gli inserti delle valvole, gli attuatori, i termostati e i quadri elettrici devono essere tecnicamente compatibili.
Tra i fattori di selezione più importanti figurano:
Compatibilità meccanica
La filettatura dell'attuatore, l'adattatore, la corsa di azionamento e la forza di chiusura devono essere compatibili con la valvola del collettore.
Un collegamento errato potrebbe impedire alla valvola di aprirsi o chiudersi completamente.
Compatibilità elettrica
La tensione dell'attuatore e il carico elettrico devono essere compatibili con il termostato, la centralina di comando, il relè e il trasformatore.
I progettisti dovrebbero inoltre verificare i requisiti relativi ai cavi e i livelli di protezione elettrica.
Numero di circuiti di riscaldamento
Il numero di attacchi del collettore deve corrispondere al numero di circuiti del riscaldamento a pavimento.
Laddove sia possibile un ampliamento futuro, nella fase iniziale di progettazione si possono prevedere delle porte di raccordo di riserva.
Intervallo di portata
I misuratori di portata del collettore devono soddisfare i requisiti di portata d'acqua calcolati per i singoli circuiti.
L'intervallo selezionato dovrebbe consentire una regolazione accurata, anziché costringere i misuratori di portata a funzionare ai loro limiti minimi o massimi.
Integrazione dei sistemi di controllo
I progetti collegati a un sistema di gestione degli edifici possono richiedere interfacce a relè, moduli di controllo, dispositivi di monitoraggio remoto o gateway di comunicazione.
Una documentazione tecnica chiara è particolarmente importante nei progetti internazionali, poiché le norme elettriche, le pratiche di installazione e i requisiti di controllo possono variare da una regione all’altra.
Requisiti di installazione
Il collettore deve essere installato in una posizione accessibile e ragionevolmente centrale.
Una posizione centrale può ridurre la lunghezza dei circuiti, semplificare il bilanciamento e facilitare l'accesso per la manutenzione.
Il collettore dovrebbe inoltre:
- Livello di installazione
- Supporto sicuro
- Riposto al sicuro all’interno di un armadio adeguato
- Regolabile in termini di portata
- Accessibile per la sostituzione dell'attuatore
- Posizionato con uno spazio libero adeguato per il cablaggio
Prima della messa in funzione, ogni circuito deve essere lavato, riempito, sfiatato e sottoposto a prova di pressione.
Gli installatori devono verificare quanto segue:
- Assegnazioni dei termostati
- Cablaggio dell'attuatore
- Funzionamento della valvola
- Dispositivi di interblocco delle pompe
- Segnali provenienti dalla fonte di calore
- Temperatura dell'acqua in entrata
- Portate del circuito
Durante la messa in servizio, ogni zona deve essere testata separatamente. Quando il termostato corrispondente richiede il riscaldamento, deve aprirsi l'attuatore corretto.
L'ingegnere dovrebbe inoltre verificare che l'acqua circoli nel circuito previsto e che nessuna valvola, attuatore o collegamento del termostato sia stato assegnato in modo errato.
Integrazione con l'intero impianto di climatizzazione
I collettori e gli attuatori non possono essere scelti indipendentemente dal progetto complessivo dell'impianto di riscaldamento.
La loro performance è influenzata da:
- Perdite termiche dell'edificio
- Struttura del pavimento
- Distanza tra i tubi
- Lunghezza del circuito
- Temperatura dell'acqua
- Pressione della pompa
- Prestazioni isolanti
- Capacità della fonte di calore
- Impostazioni di controllo
Per progetti commerciali o industriali di grandi dimensioni, il funzionamento del collettore può essere coordinato con pompe di circolazione, stazioni di miscelazione, pompe di calore, caldaie, sistemi di gestione degli edifici e piattaforme di monitoraggio energetico remoto.
Jinyi HVAC offre soluzioni HVAC per il settore industriale e commerciale, che comprendono la progettazione degli impianti, la selezione delle apparecchiature, la pianificazione dei sistemi di controllo, l'assistenza all'installazione, la messa in servizio e l'assistenza post-vendita. Le soluzioni personalizzate possono inoltre includere sistemi di controllo per il risparmio energetico, l'integrazione con sistemi BMS e il monitoraggio remoto, in base alle esigenze del progetto.
Una progettazione coordinata del sistema contribuisce a migliorare la stabilità della temperatura, la visibilità operativa, la gestione energetica e l'efficienza della manutenzione a lungo termine.
Conclusione
La scelta accurata dei collettori e degli attuatori migliora il comfort, l'efficienza, la precisione di zonizzazione e l'affidabilità a lungo termine negli impianti di riscaldamento a pavimento idronici.
