Collettore Idraulico per Termosifoni: Funzionamento e Installazione

L’impianto idraulico, quello del gas e l’impianto elettrico sono i principali interventi a cui è necessario pensare quando si sceglie di ristrutturare casa. Nella maggior parte delle ristrutturazioni di bagni a Massa Carrara, nel 90% dei casi viene rifatto l’impianto idraulico del bagno.

Impianto Idraulico: A Collettore o a Derivazione?

La realizzazione dell’impianto idraulico del bagno nella propria abitazione può essere realizzato secondo due modalità:

Impianto idrico a collettore
Impianto idrico in deviazione

Andiamo a scoprire insieme quali sono i vantaggi e gli svantaggi dei due impianti.

Impianto Idrico in Derivazione

L’impianto idrico in derivazione prevede l’istallazione di una tubazione principale che fornisce ogni utenza. La derivazione avviene mediante l’utilizzo di raccordi a “T”, questi raccordi consentono di avere un ingresso e due uscite, così che l’acqua della tubazione principale viene cosi divisa in 2 e più canali.

Gli svantaggi dell’installazione di un impianto idraulico in derivazione potrebbero essere l’impossibilità nel bloccare una sola utenza alla volta, in caso di intervento si blocca l’intero impianto idraulico e nel caso di un intervento per il ripristino e la sostituzione prevederà inevitabilmente la demolizione della pavimentazione.

I vantaggi sono che è esteticamente bello, facile da chiudere ed aprire e poco ingombrante.

Impianto con Collettore

L’impianto idrico con collettore prevede l’istallazione di un collettore idraulico a parete, che funge da distributore centrale idrico, da cui partono tutte le tubazioni. Dal collettore parte un tubo dell’acqua fredda ed uno per l’acqua calda che fornisce una singola utenza, perciò non ci sono interruzioni sottotraccia come nell’impianto idrico in derivazione, avremo i tubi che andranno dal collettore all’utenza diretti. Con questo sistema i giunti sono all’interno della cassetta e all’utenza alla quale sono collegati, pertanto non vi sono giunzioni sotto traccia.

L’assenza di giunzioni sottotraccia facilita gli interventi di manutenzione ordinaria e anche straordinaria, quando necessari.

Gli impianti idrici a collettore sono un sistema estremamente efficiente per l’allaccio dei punti di acqua calda e fresca. Infatti, non prevedono la creazione delle classiche giunture a T, le connessioni di raccordo inserite normalmente al di sotto del pavimento o all’interno delle pareti, che potrebbero cedere o creare fuoriuscite di acqua o d’umidità, causando gravi danneggiamenti. La realizzazione di un impianto idrico a collettore prevede la stesura dei tubi in parallelo, ognuno dei quali collega la condotta principale con i vari punti di erogazione dell’acqua. Ciò significa che ogni uscita, come ad esempio i sanitari, il lavabo o la doccia è raggiunta da un singolo tubo di distribuzione, senza nessun tipo di diramazione o collegamento aggiuntivo.

In questo modo si evita la creazione di giunture lungo tutta la lunghezza del tubo, diminuendo il rischio di perdite e riducendo la possibilità che si possano formare macchie d’umidità o verificare delle rotture. Allo stesso tempo le riparazioni possono essere effettuate con facilità, isolando soltanto la parte danneggiata. Gli impianti idrici a collettore prevedono quindi il passaggio di tubi diversi anche per quanto riguarda l’acqua calda e quella fredda, che rimangono sempre separate diminuendo i consumi energetici e migliorando l’efficienza del sistema di riscaldamento dell’acqua sanitaria.

I punti di connessioni di solito sono collocati in zone facilmente accessibili, per consentire di effettuare velocemente le operazioni di manutenzione e i nuovi allacci.

Tipologie di Collettore in Commercio

Gli impianti idrici a collettore si basano sull’utilizzo dei raccordi di giunzione, delle componenti che connettono le tubazioni principali d’entrata dell’acqua con i tubi di distribuzione. I collettori possono essere modulari, componibili o a barra, realizzati quasi sempre in ottone e compatibili con tubazioni in rame, plastica o multistrato. Questi prodotti devono rispondere a delle precise specifiche tecniche, legate alla pressione sopportabile e alla resistenza alle rotture.

Vantaggi e Svantaggi degli Impianti Idrici a Collettore

Gli impianti idrici a collettore sono dei sistemi particolarmente efficienti per la realizzazione delle tubature dell’acqua, che offrono diversi vantaggi tra cui una manutenzione della rete più facile, la possibilità di chiudere singolarmente le varie utenze e la mancanza di giunture sotto al pavimento. Ovviamente questo tipo di impianto ha un costo di realizzazione più elevato dovuto alla maggiore lunghezza della rete, inoltre è necessario trovare lo spazio per collocare le cassette di raccordo delle connessioni principali. Si tratta infatti di un sistema particolarmente ingombrante che può non essere sempre la soluzione ideale, specialmente negli ambienti più piccoli.

Uno dei principali limiti è dato dall’esigenza di dover realizzare circuiti indipendenti per ogni terminale e per questo sono solitamente adottate soluzioni ad anello nel caso di ristrutturazioni in cui non è prevista la ricostruzione della pavimentazione.

I vantaggi espressi a riguardo degli impianti a collettori li rendono sicuramente ottimi nelle applicazioni, anche se talvolta vi è ancora la presenza di impianti a derivazione.

I collettori sono anche detti dispositivi a derivazione multipla perché presentano sul corpo principale da 2 a 4 derivazioni regolate da rubinetti che permettono una migliore gestione dell’impianto. Solitamente sono riposti in uno scomparto ricavato all’interno di una parete e protetti da una scatola metallica che funge da alloggiamento. Il principale problema può essere la mancanza di spazio, soprattutto in abitazioni non moderne, in cui poter installare il collettore. In questi casi si utilizza un impianto di derivazione che è sicuramente meno ingombrante dal punto di vista dello spazio, ma presenta il limite tecnico che, in caso di guasto, rende difficile l’individuazione del punto da riparare senza rompere murature.

Anche per questo tipo di collettori esiste un modello caratterizzato dalla presenza di una valvola di chiusura per ogni uscita. Questo tipo di collettori risulta particolarmente utile in caso di guasto, in quanto si limita il disagio provocato alla singola utenza, senza bloccare la fornitura di acqua all’intera abitazione. Esiste anche il collettore lineare, che non ha questo vantaggio, ma presenta un grado di compattezza maggiore. Un aspetto importante per parlare di compattezza è l’interasse tra due elementi filettati di questi componenti: esiste la versione da 35 mm, che è sicuramente più compatta ma presenta maggiori difficoltà di montaggio, e la versione da 40 mm, che è meno compatta ma più facile da montare.

Uno dei problemi principali è legato al costo di questo impianto, che risulta sensibilmente più elevato, dovuto ad una maggiore quantità di materiale richiesta e una tempistica di posa in opera leggermente superiore.

Materiali Utilizzati

Tra i materiali maggiormente utilizzati all’interno del mondo dell’idraulica vi sono sicuramente gli acciai, inossidabili e al carbonio, ma, soprattutto, l’ottone. Tale lega è composta principalmente da rame (Cu) e zinco (Zn), oltre ad altri elementi secondari che contribuiscono a dare le proprietà al materiale.

L’ottone più comune per questa tipologia di applicazioni è, senza dubbio, il CW617N cromato che presenta una grande resistenza al fenomeno della dezincificazione che, a causa delle elevate temperature di esercizio e degli elementi disciolti in acqua, può portare al deterioramento delle proprietà nel tempo causando cedimenti e malfunzionamenti.

Posa dei Tubi di Riscaldamento: Pianificazione e Materiali

Prima di posare i tubi di riscaldamento, è essenziale avere un progetto dettagliato. Rispondi a queste domande fondamentali:

Dove installare i radiatori?
Quale materiale utilizzare?

Entrambe le scelte sono cruciali per il costo complessivo. Il numero e la posizione dei radiatori costituiscono la base del piano delle tubazioni. L’artigiano specializzato calcolerà le dimensioni adeguate dei radiatori per ottimizzare i costi di riscaldamento.

Sistemi di Posa

I tubi di riscaldamento possono essere disposti e posati in due configurazioni principali: a forma di stella o ad anello. Il sistema giusto dipende dal tipo di edificio: nelle case unifamiliari a più piani, solitamente viene utilizzato il sistema ad anello. Per bungalow o appartamenti singoli, è spesso adatta anche la posa a forma di stella.

In un sistema a forma di stella, tutti i tubi di riscaldamento partono dal collettore e si collegano direttamente ai rispettivi radiatori. Nel sistema ad anello, tutti i radiatori sono collegati a un sistema di tubi perimetrali composto da due tubazioni installate in parallelo. Il sistema ad anello utilizza un ritorno comune per tutti i radiatori, mentre nel sistema a stella ogni radiatore ha una propria mandata e ritorno. È essenziale che i tubi utilizzati siano di dimensioni adeguate per garantire il funzionamento ottimale del sistema di riscaldamento.

Se è necessario posare i tubi su più piani, sono indispensabili le colonne montanti, che i professionisti posano verticalmente nelle pareti.

Materiali per i Tubi di Riscaldamento

I tubi di riscaldamento sono realizzati con diversi materiali, come il rame.

Tubi di riscaldamento in acciaio: Uno dei principali vantaggi è la loro capacità di sopportare temperature e pressione elevate. Tuttavia, i tubi in acciaio sono soggetti alla corrosione e quindi non sono adatti per ambienti umidi.
Tubi di riscaldamento in plastica: Ideali per sistemi a basse temperature fino a 80 °C, come il riscaldamento a parete o a pavimento. Questi tubi non arrugginiscono e perdono poco calore durante il trasporto dell’acqua calda.
Tubi di riscaldamento in rame: Offrono resistenza alla corrosione, sono facili da posare e ideali per piccoli sistemi di riscaldamento. Tuttavia, i tubi in rame si espandono con le oscillazioni di temperatura e possono tollerare solo temperature fino a 100 °C. Inoltre, richiedono un efficace isolamento poiché il rame è un eccellente conduttore di calore e la materia prima è molto costosa.

Lunghezza e Diametro dei Tubi

Le condutture principali da e verso il collettore hanno di solito un diametro di 26 mm. Al contrario, i radiatori con una potenza fino a 7 kW richiedono tubi con un diametro di 20 mm. Per determinare di quanti metri di tubo di riscaldamento hai bisogno, utilizza uno strumento di misura e misura la distanza di ogni radiatore dal collettore o calorifero.

Tutti i collegamenti devono essere saldati, pressati o avvitati utilizzando una guarnizione adeguata. È importante contrassegnare ogni tubo per indicare se appartiene alla mandata o al ritorno. Collega la mandata in alto sul radiatore e il ritorno in basso.

Isolamento dei Tubi

Più i tubi di riscaldamento attraversano la casa, maggiore sarà la dispersione di calore lungo il percorso. Un efficace isolamento termico può ridurre significativamente questa dispersione. Per l'isolamento dei tubi, puoi utilizzare gusci tubolari in PE espanso o in gomma. Questi gusci sono aperti su un lato, quindi basta posizionarli sul tubo e incollare la fessura. I sistemi di isolamento sono generalmente facili da installare, ma alcuni possono essere costosi. Per i tubi di riscaldamento esterni, come quelli in cantina o in soffitta, è consigliabile utilizzare gusci in lana di roccia con una superficie in alluminio. Questi forniscono un eccellente isolamento grazie al loro spessore. Acquista materiale isolante in più rispetto a quanto calcolato, per gestire gli sprechi che potrebbero verificarsi.

Costi di Installazione

Circa il 25-30% dei costi totali dell’impianto di riscaldamento sono dovuti alle tubature. Per una casa unifamiliare media, il budget per il riscaldamento a gas varia generalmente tra 15.000 € e 18.000 €. Per la posa dei tubi di riscaldamento, i costi del materiale rappresentano di solito circa il 50% del totale. Con un contributo proprio adeguato, puoi risparmiare una buona parte di questi costi.

Tuttavia, è fondamentale non rinunciare completamente a uno specialista. Infatti, prima di accendere il riscaldamento con le tubature posate, è necessario che uno specialista di impianti igienico-sanitari esegua un test di pressione. Pianifica il test prima di intonacare le fessure sulla parete con i tubi posati all'interno.

Collettore Idraulico: Prezzo

Il prezzo di un impianto idrico a collettore varia in base a una serie di fattori, tra cui le dimensioni dell’ambiente, il numero di punti acqua, la qualità dei materiali utilizzati, la manodopera, i lavori aggiuntivi e le opere murarie necessarie. Per avere un’idea circa la spesa da sostenere è consigliabile chiedere un preventivo per l’impianto idrico a collettore da installare. Indicativamente una ristrutturazione del bagno completa si aggira intorno ai 3-5000€, mentre il costo del solo impianto idraulico può andare da 1000 a 1500€ senza rubinetterie e sanitari. Se il sistema non eroga acqua calda, potrebbe essersi verificato un guasto del collettore idrico.

Configurazioni di Distribuzione del Vettore Termico

Il sistema di alimentazione del vettore termico di un edificio è costituito da un fluido termovettore, che può essere acqua o aria; si parlerà quindi di impianto idraulico o impianto aeraulico. La rete di distribuzione dell’acqua è costituita da tubazioni che partono dal generatore e giungono ai terminali di emissione, quali radiatori, fan-coil, pannelli radianti, piastre radianti, ecc. Nel caso di impianto aeraulico, invece, l’aria si propaga per mezzo di canali installati a soffitto e giunge negli ambienti attraverso bocchette e/o diffusori.

A seconda della configurazione delle tubazioni, esistono diverse soluzioni:

Distribuzione mediante circuito monotubo;
Distribuzione mediante circuito bitubo a ritorno diretto (può essere con o senza collettori complanari);
Distribuzione dell’acqua ai corpi scaldanti mediante circuito bitubo a ritorno inverso.

Circuito Monotubo

Lo schema di distribuzione dell’acqua con circuito monotubo prevede un’unica tubazione che attraversa i corpi scaldanti presenti e ritorna infine al generatore. I corpi scaldanti sono disposti e alimentati in serie: l’acqua di uscita dal primo corpo scaldante diventa di mandata per il secondo, l’acqua di ritorno dal secondo corpo scaldante diventa di mandata per il terzo e così via.

In tal modo, tuttavia, la temperatura dell’acqua che va ad alimentare i vari corpi scaldanti diminuisce progressivamente. L’acqua calda, in corrispondenza del singolo corpo scaldante, cede calore al locale e si raffredda; la temperatura pertanto sarà elevata per i primi terminali, troppo bassa per gli ultimi, al punto tale da non riuscire più a compensare il carico termico del locale e garantire il benessere termico degli occupanti.

Inoltre, funzionando il circuito in serie, un eventuale guasto in qualsiasi punto della rete rende inutilizzabile tutto il sistema. Per ovvie ragioni, questa configurazione non è più utilizzata.

Circuito Bitubo a Ritorno Diretto

Lo schema di distribuzione dell’acqua con circuito bitubo a ritorno diretto prevede terminali disposti in parallelo e due tubazioni, una per la mandata ed una per il ritorno. La tubazione di mandata, partendo dal generatore, presenta tante diramazioni quante sono le montanti verso i corpi scaldanti e l’acqua di ritorno dal singolo corpo scaldante confluisce direttamente nella tubazione principale di ritorno al generatore.

Si sottolinea che in questo caso la connessione è prevalentemente in parallelo e, a differenza della situazione precedente, il ritorno di un corpo scaldante non diventa mandata per quello successivo. Questa soluzione è impiegata particolarmente per impianti centralizzati, in cui il generatore è posto al piano terra o seminterrato, così come l’annessa rete principale di tubazioni di mandata e di ritorno. Da questa si diramano le montanti verticali che attraversano verticalmente l’edificio ed alimentano i corpi scaldanti dei vari piani (appartamenti).

In questa configurazione, l’impianto risulta poco sezionabile: non è semplice disattivare il riscaldamento per il singolo appartamento, o meglio per la singola sezione di appartamento, perché in tal caso la fornitura viene interrotta a tutti gli appartamenti serviti dalla stessa montante.

Circuito Bitubo a Ritorno Diretto con Collettori Complanari

Lo schema di distribuzione dell’acqua con circuito bitubo a ritorno diretto con collettori complanari prevede terminali disposti in parallelo come nel caso precedente, con la peculiarità di centraline di distribuzione delle tubazioni che prendono il nome di collettori complanari. Le tubazioni di mandata e di ritorno principali giungono dal generatore fino al ai collettori complanari.

Da ogni collettore poi si diramano tante tubazioni di mandata e di ritorno quanti sono i singoli corpi scaldanti da servire. Qualora si preveda di installare più collettori complanari, è buona norma disporli in posizione pressoché baricentrica rispetto ai terminali da servire, così da eguagliare le distanze dei vari circuiti, dal generatore al singolo corpo scaldante, e di conseguenza le perdite di carico.

Questa tipologia di circuito, usata comunemente, può essere adottata sia per impianti autonomi che centralizzati. Al riguardo, nel caso di impianto autonomo, abitazione singola, il numero di collettori da predisporre sarà funzione della superficie calpestabile: al di sopra dei 100 m² è preferibile installare almeno due collettori (per esempio uno al servizio della zona giorno, l’altro della zona notte).

Per impianti centralizzati, invece, è previsto un collettore al servizio di ciascun appartamento; in tal caso, il sistema risulta più sezionabile rispetto alla situazione senza collettori complanari ed è possibile interrompere il riscaldamento alla singola unità abitativa chiudendo le valvole di intercettazione del rispettivo collettore.

Le tubazioni vanno solitamente posizionate sotto pavimento e devono pertanto essere coibentate al fine di mantenere stabile la temperatura del fluido all’interno.

Circuito Bitubo a Ritorno Inverso

Il circuito bitubo a ritorno inverso è molto simile a quello a ritorno diretto senza collettori complanari, con la differenza che in questa configurazione sono presenti due tubazioni di ritorno. Le tubazioni di ritorno dei singoli corpi scaldanti non si innestano direttamente in quella principale, bensì in una tubazione di ritorno secondaria che infine confluisce all’interno della principale.

La dicitura “a ritorno inverso” deriva proprio dal principio di funzionamento del sistema, l’acqua di ritorno dai singoli corpi scaldanti non viene inviata direttamente al generatore, ma è prima convogliata nella tubazione di ritorno intermedia. Il vantaggio della soluzione consiste nel fatto che tutti i circuiti sono pressappoco bilanciati, le perdite di carico dei vari tratti che vanno dal generatore al singolo corpo scaldante si eguagliano, in quanto, considerando le lunghezze dei singoli rami di mandata e ritorno, tutti i terminali presentano all’incirca la stessa distanza dal generatore.

Nonostante il circuito non presenti particolari problemi di bilanciamento idrico, questa soluzione è usata raramente, soltanto per grandi impianti, in quanto costosa ed ingombrante.

Bilanciamento Idrico dei Circuiti

Un circuito idrico risulta bilanciato quando a tutti i corpi scaldanti giunge la stessa portata di acqua, quindi le perdite di carico del tratto “più favorito”, ossia il tratto che va dal generatore al terminale più vicino, eguagliano quelle del tratto “più sfavorito”, dal generatore al terminale più lontano.

Le perdite di carico dipendono da molteplici fattori, quali:

La lunghezza del tratto di tubazione;
Il materiale, quindi la rugosità;
La scabrezza;
La presenza di raccordi, gomiti, pezzi speciali, ecc.

In generale, eguagliando le lunghezze dei rami di tubazione che vanno dal generatore ai singoli corpi scaldanti, il circuito risulta più o meno bilanciato.

Riguardo le soluzioni esaminate, nonostante ormai in disuso, la configurazione con circuito monotubo è bilanciata poiché ai singoli corpi scaldanti arriva sempre la stessa portata di acqua, indipendentemente dalla distanza rispetto al generatore. Il sistema di distribuzione con circuito bitubo a ritorno diretto presenta, invece, problemi di bilanciamento: infatti, nel caso in cui siano previsti molti corpi scaldanti, le perdite di carico del circuito sfavorito supereranno di gran lunga quelle del circuito favorito e la portata di acqua che andrà ad alimentare i terminali più lontani diminuirà progressivamente.

Per quanto riguarda il circuito con collettori complanari, potrebbe risultare bilanciato, in linea di massima, purché i collettori siano collocati in posizione baricentrica rispetto al generatore e ai singoli corpi scaldanti. Infine, il sistema a ritorno inverso è piuttosto bilanciato, in quanto i singoli terminali detengono la stessa distanza rispetto al generatore, considerando complessivamente le lunghezze dei tratti di mandata e ritorno.

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