Bilanciamento Circuiti Idraulici: Funzionamento e Vantaggi

Il corretto bilanciamento dei circuiti idraulici è fondamentale per garantire il funzionamento dell’impianto alle condizioni di progetto, un elevato comfort termico e un basso consumo di energia. Le valvole di bilanciamento idrauliche sono componenti essenziali che permettono di assicurare il corretto funzionamento degli impianti idraulici.

Le valvole di bilanciamento (chiamate anche valvole di equilibrio o di regolazione) sono dispositivi idraulici che permettono di regolare con precisione la portata del fluido termovettore che va ad alimentare i terminali di un impianto. La funzione di queste valvole è infatti quella di regolare il flusso del fluido in modo che la quantità che passa attraverso ciascun ramo o circuito sia proporzionale alle necessità di quel ramo specifico, né superiore né inferiore.

Un circuito ben bilanciato permette di avere il giusto livello di comfort negli ambienti, evita alle pompe di lavorare lontano dalle condizioni di progetto ed in bassa efficienza e riduce le problematiche legate alla rumorosità dovute a velocità troppo elevate del fluido termovettore. Un impianto idraulico garantisce il proprio funzionamento ottimale quando è ben bilanciato, ovvero quando le portate di fluido termovettore che alimentano i terminali del sistema sono corrette e regolate.

Quando il bilanciamento avviene in modo corretto, si può rilevare un maggiore comfort termico, un ridotto consumo di energia e un funzionamento alle condizioni di progetto. Questa regolazione delle portate in modo pratico e preciso viene garantita dalle valvole di bilanciamento.

Tipologie di Valvole di Bilanciamento

Esistono principalmente due tipologie di valvole di bilanciamento:

Valvole di bilanciamento statiche: vengono regolate manualmente per ottenere il flusso desiderato in ogni ramo del sistema. La valvola di bilanciamento regola quindi la portata di fluido che la attraversa. La regolazione viene effettuata agendo sulla manopola che comanda il movimento di un otturatore, che regola il passaggio del fluido. Queste valvole vengono di solito posizionate sulle tubazioni che alimentano i diversi rami del sistema. Le valvole di bilanciamento statiche si possono considerare come dei grossi detentori. Sono delle valvole in cui la posizione dell’otturatore può essere regolata in modo da creare una perdita di carico e quindi stabilizzare la portata di un ramo.
Valvole di bilanciamento dinamico: Come suggerito dal nome stesso, le valvole di bilanciamento dinamico sono dispositivi modulanti e rilevano automaticamente le variazioni di pressione che si verificano nei diversi rami dell’impianto, ad esempio per effetto delle valvole termostatiche.

Vantaggi del Bilanciamento Idraulico

Quali sono i vantaggi delle valvole di bilanciamento? Quando un impianto non viene bilanciato in modo ottimale, i terminali di emissione non svolgono la propria funzione efficientemente e, perciò, nei diversi ambienti si possono rilevare temperature differenti.

Grazie alla loro versatilità e alla capacità di regolazione e controllo preciso del flusso di fluido che transita, le valvole di bilanciamento trovano impiego in una vasta gamma di applicazioni. Regolano la portata e mantengono costante la pressione. In questo modo assicurano il livello desiderato di comfort in ogni ambiente, eliminano i fastidiosi rumori provocati dagli sbalzi di pressione differenziale e riducono notevolmente l’usura dell’impianto. Inoltre, si riducono i costi di consumo di combustibile e/o energia elettrica.

Implementare queste considerazioni strategiche nel bilanciamento dei circuiti idraulici non solo contribuirà a migliorare il comfort termico degli ambienti, ma avrà anche un impatto positivo sulla sostenibilità energetica degli impianti. La corretta applicazione di questi principi è essenziale per garantire che gli interventi recenti e le ristrutturazioni edilizie ottimizzino realmente l’efficienza e il benessere degli utenti.

Quando è Necessario il Bilanciamento Idraulico

Con l’introduzione delle agevolazioni fiscali, soprattutto il superbonus 110%, il settore energetico e idraulico italiano ha fatto registrare significativi miglioramenti in termini di efficienza energetica. Tuttavia, questi upgrade hanno portato alla luce anche problematiche importanti, in particolare relative al bilanciamento dei circuiti idraulici nelle reti di distribuzione del fluido termovettore.

Il bilanciamento idraulico si riferisce all’insieme di procedure di calcolo e regolazione necessarie affinché ogni corpo scaldante riceva la portata di progetto, soddisfacendo così adequatamente il fabbisogno termico. Questa operazione è fondamentale per il buon funzionamento dell’impianto, coinvolgendo tutti gli aspetti chiave nella progettazione, installazione e gestione.

Negli ultimi anni, si è osservato che non sempre il dimensionamento delle nuove reti idriche ha considerato i cambiamenti significativi nelle abitazioni moderne, molte delle quali hanno subito ristrutturazioni che le hanno rese più efficienti. Spesso apre gli occhi vedere impianti installati in edifici che hanno beneficiato del bonus 110%, ma che non sono stati adeguatamente bilanciati, generando inefficienze e malfunzionamenti.

Il bilanciamento idraulico richiede l’attenzione e la competenza di professionisti del settore per garantire che ogni corpo scaldante sia alimentato con la portata calcolata.

Problematiche Dovute a un Mancato Bilanciamento

Discomfort termico: Stando a quanto osservato, in molti edifici ci sono ambienti che faticano a raggiungere le temperature di benessere, mentre altri sono soggetti a surriscaldamento.
Eccessivo spreco energetico: Mantener temperature più alte del necessario può incrementare i costi di gestione da un 7% a un 12% per ogni grado di surriscaldamento.

Come Ottenere un Bilanciamento Idraulico Ottimale

Il bilanciamento idraulico richiede competenza e attenzione da parte dei professionisti per garantire che ogni corpo scaldante sia alimentato dalla portata calcolata durante la progettazione.

Implementare valvole di bilanciamento: Queste devono essere posizionate e dimensionate correttamente.
Considerare i vincoli impiantistici: Leggi e normative recenti richiedono l’installazione di valvole termostatiche o elettrotermiche sui corpi scaldanti.
Valori ottimali di ΔTd: Utilizzare buoni valori di salto termico (ΔTd), preferibilmente non inferiori a 15 K.
Superficie frontale dei corpi scaldanti: È consigliabile utilizzare corpi scaldanti con la superficie frontale più ampia possibile.
Regolazione della portata: Non considerare la portata come unico parametro di regolazione, a meno che non ci si trovi di fronte a piccoli sistemi impiantistici.
Sovradimensionamento dei corpi scaldanti: Nella trasformazione degli impianti da circolazione naturale a forzata o durante modifiche, è comune riscontrare sovradimensionamenti delle superfici radianti.
Uniformità del ΔTd: Se si decidesse di impiegare sovradimensionamenti per ridurre le portate e aumentare il valore di ΔTd, è fondamentale non superare valori di ΔTd pari a 25-30 K.
Emissione termica relativa: Quando si calcola l’emissione termica di un radiatore esistente con condizioni di temperatura esterna minima di progetto (Ter = Tec), il valore ottenuto non corrisponde necessariamente alla potenza termica nominale del corpo scaldante installato.
Omogeneità termica dell’impianto: Per ottenere un impianto con un omogeneità termica soddisfacente, è importante considerare nella valutazione della portata massima ai radiatori tutti i legami di causa-effetto tra i vari parametri.
Valutare il surriscaldamento localizzato: A volte, può essere più vantaggioso accettare un piccolo surriscaldamento localizzato piuttosto che applicare una curva climatica che non si adatta bene a tutti i corpi scaldanti installati.
Coefficiente di sovradimensionamento: Qualora tutti i corpi scaldanti avessero un coefficiente di sovradimensionamento sostanzialmente identico, il calcolo delle portate per la correzione di tale sovradimensionamento potrebbe risultare superfluo.
Intervento su radiatori sovradimensionati: Quando il coefficiente di sovradimensionamento raggiunge valori elevati, comportando forti riduzioni di portata e conseguenti valori di ΔTd superiori a 25-30 K, è consigliabile intervenire sostituendo il radiatore con uno di minore potenza termica.

Valvole ICMA

Le valvole di bilanciamento ICMA in un impianto idraulico permettono una precisa e graduale regolazione della portata.

Efficienza Energetica e Impianti HVAC

Gli edifici consumano circa il 40% di tutta l'energia impiegata a livello mondiale e gli impianti di riscaldamento e raffrescamento (HVAC) rappresentano oltre il 40% dell'energia usata negli edifici. E' pertanto necessario creare impianti HVAC efficienti in termini energetici, che si adattino alle esigenze degli utenti e che garantiscano il massimo livello di comfort.

Pompe di Calore e Bilanciamento

L’utilizzo di pompe di calore per la climatizzazione sia invernale che estiva degli edifici, negli ultimi anni, sta avendo una forte impennata. Ciò è dovuto alle potenzialità di risparmio energetico che le caratterizzano. Risparmio che non è però una caratteristica intrinseca delle pompe di calore, ma dipende dalla loro corretta configurazione. Vedremo di seguito il ruolo di un adeguato bilanciamento nel corretto funzionamento di una pompa di calore idronica.

Riferimenti Legislativi e Normativi sul Bilanciamento Idronico

Attualmente non esistono riferimenti legislativi specifici in merito al bilanciamento idronico, mentre nel D.M. 26 giugno 2015 “Decreto Requisiti Minimi” sono presenti riferimenti alla regolazione.

Per quanto riguarda la normativa tecnica, sebbene anche in questo caso non esistano riferimenti specifici in merito al bilanciamento idronico, nella norma UNI EN 14336:2004 “Impianti di riscaldamento negli edifici - Installazione e messa in servizio dei sistemi di riscaldamento ad acqua calda” è riportata una guida relativa alle buone pratiche in materia di bilanciamento delle portate di acqua all’interno dell’impianto (Allegato G).

Metodi di Bilanciamento

Il bilanciamento del flusso dei circuiti idraulici in un sistema di riscaldamento viene eseguito per garantire che il sistema sia in grado di fornire il calore a tutte le utenze dell'edificio. La portata è normalmente indicata nelle specifiche di progettazione, insieme alla pressione differenziale.

Bilanciamento manuale:

Iterativo, in cui le operazioni di bilanciamento devono essere ripetute fino a quando tutte le valvole di bilanciamento e dei terminali di emissione non hanno i flussi entro le tolleranze specificate.
Proporzionale, si basa sul principio che a prescindere da quanti terminali siano collegati allo stesso circuito, qualsiasi variazione della pressione differenziale all'ingresso dei circuiti modifica i flussi in tutti gli altri circuiti nella stessa proporzione.

Bilanciamento con misurazione del flusso e valvole di bilanciamento autoazionanti, sistema composto da:

Regolatore di pressione differenziale, il quale mantiene la pressione costante su un gruppo o ramo.
Limitatore di flusso, che mantiene automaticamente il flusso verso i terminali al livello specificato, nel caso di pressione differenziale sufficiente.

Regolazione mediante bilancio termico: quando un sistema completo o parte di un sistema è costituito da un numero relativamente piccolo di unità terminali, o quando la deviazione del flusso consentita supera il ± 20%, spesso può non essere economicamente conveniente l’installazione di dispositivi di misurazione del flusso.

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