Impianto Termoidraulico: Definizione e Componenti

Hai mai sentito parlare degli impianti termoidraulici? Ti sei mai chiesto nel dettaglio come si compongono e come funzionano? Lo sai che un impianto termoidraulico è un elemento essenziale per garantire il comfort all’interno di una casa, un’azienda o una qualsiasi struttura privata o pubblica?

Realizzare un impianto termoidraulico con tutte le sue componenti inoltre non è di certo semplice, è necessario seguire il progetto redatto da un professionista con l’ausilio di un software per la progettazione degli impianti termici ed un software per la progettazione degli impianti idraulici.

In questo articolo cercheremo di illustrare tutto ciò che devi sapere di questi impianti, soffermandoci sulle sue modalità di dimensionamento.

Cosa sono gli impianti termoidraulici e quali sono i componenti principali?

Un impianto termoidraulico rappresenta l’insieme di dispositivi e componenti che garantiscono:

la climatizzazione (riscaldamento/raffrescamento) degli ambienti;
l’approvvigionamento di acqua potabile;
la produzione di acqua calda sanitaria.

Un impianto termoidraulico può essere autonomo, se al servizio di un’unica utenza, come un appartamento o una casa unifamiliare oppure centralizzato, se collegato a più utenze.

In generale un impianto termoidraulico si compone di:

un generatore di calore, come una caldaia o una pompa di calore che fungono da sistema di produzione;
un sistema di distribuzione, che veicola il fluido termovettore ai terminali di utilizzazione;
un sistema di accumulo, per la gestione ottimale dell’energia termica;
un sistema di regolazione e controllo, che gestisce e ottimizza il funzionamento del generatore di calore e del sistema di distribuzione;
un sistema di utilizzazione, rappresentato dai terminali, come radiatori, pannelli radianti, ventilconvettori che permettono la trasmissione dell’energia termica all’ambiente.

Quali sono i principali impianti termoidraulici?

Tra i principali impianti termoidraulici vi sono:

i sistemi di riscaldamento dotati di generatori di calore, alimentati a gas, gasolio, energia elettrica o a biomassa. Tra questi ricordiamo la caldaia tradizionale, quella a condensazione, le pompe di calore, i sistemi ibridi, etc.;
i sistemi di riscaldamento ad energia radiante come stufe, stufe a pellet, termostufe, caminetti. Questi sistemi possono essere considerati impianti termoidraulici se sono installati in modo fisso e se la loro potenza al focolare superi i 5 kW per la singola unità abitativa;
i sistemi di climatizzazione estiva, ottenuti mediante sistemi di raffrescamento a pompa di calore, a pavimento, capaci di garantire temperature confortevoli e risparmi energetici;
gli impianti di ventilazione meccanica controllata (VMC) garantiscono il ricambio continuo e la purificazione dell’aria nell’ambiente interno: l’aria esausta degli ambienti interni viene estratta mentre altra aria, proveniente dall’esterno e ricca di ossigeno, viene immessa all’interno dei locali;
gli impianti idrotermosanitari, reti, apparecchiature ed accessori che hanno lo scopo di distribuire l’acqua calda e fredda alle varie utenze in una casa e di far defluire l’acqua già utilizzata verso le fognature;
gli impianti geotermici, composti da pompa di calore che sfrutta la temperatura indisturbata del terreno per raffrescare in estate e riscaldare in inverno;
gli impianti di cogenerazione, che garantiscono la produzione combinata di energia elettrica e termica utilizzando una sola fonte energetica.

Come scegliere l’impianto termoidraulico adatto alle tue esigenze?

La scelta del tipo di impianto termoidraulico adatto alle tue esigenze dipende da molti fattori ed è molto più complessa di quanto sembra.

Ad influenzare questa scelta sono molti parametri importanti:

le caratteristiche geometriche e costruttive dell’abitazione: come ad esempio stratigrafie di pareti, solai e coperture, dimensioni e caratteristiche tipologiche degli infissi;
l’orientamento dell’edificio: una struttura ben orientata al sole può beneficiare del calore solare naturale, riducendo la richiesta di riscaldamento;
l’ambiente esterno, con clima e temperature che influiscono sulla richiesta di fabbisogno energetico;
la potenza termica richiesta, in funzione del volume dell’ambiente da riscaldare;
le fonti energetiche disponibili sul territorio e l’efficienza energetica che ne consegue dalla scelta di una piuttosto che dell’altra;

Partendo dall’analisi di questi parametri è possibile poi procedere al dimensionamento dell’impianto termoidraulico, per cui ti consiglio di dare un’occhiata al prossimo paragrafo per avere qualche consiglio operativo.

Guida al dimensionamento dell’impianto termoidraulico

Per dimensionare rapidamente l’impianto termoidraulico affidati a:

un software per la progettazione degli impianti termici;
un software per la progettazione degli impianti idraulici.

Avrai a tua disposizione un vasto archivio di terminali, tubazioni, raccordi, pezzi speciali, in base alle tue necessità per modellare varie tipologie di impianti.

Immaginiamo per esempio di voler realizzare un impianto termoidraulico costituito da una caldaia a condensazione come generatore e da termosifoni come terminali di erogazione del calore (impianto idronico).

Per dimensionare l’impianto idronico di riscaldamento è possibile seguire questi comodi e semplici passaggi:

calcolo della potenza termica della caldaia, che può essere realizzato tenendo conto delle dispersioni dell’unità immobiliare attraverso un software per il calcolo delle prestazioni energetiche, come ad esempio TerMus;
calcolo della potenza degli erogatori. Dallo step 1 sono resi noti anche i carichi termici di ogni ambiente che andranno a determinare la potenza termica dei terminali che dovranno erogare;
scelta del tipo di radiatore e posizionamento dei terminali nel modello 3D dell’edificio;
disegno delle tubazioni e modellazione dei pezzi speciali e componenti dell’impianto. Le stesse tubazioni dovranno essere caratterizzate, definendo quelle principali, secondarie, di mandata e di ritorno;
definizione dell’inizio e della fine del circuito e del verso del flusso;
definita la modalità di ricalcolo delle portate ed i parametri di calcolo per i diversi componenti dell’impianto, è possibile dimensionare l’impianto di riscaldamento grazie al software per la progettazione degli impianti termici;
sarà possibile visualizzare tutti i risultati di calcolo sia in forma grafica che tabellare e produrre elaborati grafici con legende e abachi.

Per quanto riguarda l’impianto idrico invece, a partire dalla pianta di progetto, con il software per la progettazione di impianti idraulici potrai disegnare tutta la rete di acqua calda e fredda e collegarla automaticamente ai terminali di erogazione di bagno e cucina. Potrai dimensionare così tutte le tubazioni di adduzione secondo la norma UNI EN 806-3 o la UNI 9182, potrai calcolare le portate massime, dimensionare il preparatore di acqua calda ad accumulo e istantaneo e molto altro.

Cos'è e a cosa serve un impianto idrico?

Un impianto idraulico è l’insieme delle reti preposte alla distribuzione di acque, gas o fluidi vettori di un edificio. Possiamo vedere fin da subito quindi che all’interno della definizione di impianto idraulico è compreso un insieme molto ampio di elementi.

Di base, l’acqua fredda in entrata alimenta direttamente i vari erogatori (i rubinetti) e sanitari. Inoltre viene riscaldata da una caldaia, così da poter essere distribuita anche calda in base all’attivazione del miscelatore. Questo significa che ogni sanitario è collegato a un tubo per l’acqua calda e uno per l’acqua fredda.

Il fine ultimo di un impianto idraulico è quello di garantire una corretta e sufficiente erogazione delle acque e un loro successivo smaltimento. Andiamo ad analizzare brevemente le componenti di un impianto idraulico sanitario standard.

Un impianto idraulico vede il proprio punto di partenza coincidere con il punto di riconsegna del contatore. L’impianto idraulico sanitario viene intercettato all’ingresso dell’abitazione da una chiave d’arresto principale (detta anche saracinesca).

Le chiavi d’arresto secondarie dell’impianto sono i rubinetti. Il collettore è la componente dedicata alla distribuzione dell’acqua in pressione nel circuito idrico in modo ordinato a tutte le utenze. Lungo il percorso tra questi due sono presenti delle “sotto-uscite”, chiamate derivazioni.

Fino agli inizi degli anni ’90 gli impianti idraulici venivano realizzati con tubi in ferro. L’idraulico li tagliava, dopo aver studiato le misure, e filettava, uno per uno, prima di metterli in opera, con logiche conseguenze in termini di tempo e di energia.

L’evoluzione tecnologica ha introdotto nuove leghe termoplastiche, che vanno ad affiancare il rame nella cerchia dei materiali a disposizione. Queste componenti permettono di migliorare l’impianto idraulico.

Troviamo dispositivi per il trattamento dell’acqua, quindi per il filtraggio o la depurazione, o sistemi che possono compensare un afflusso insufficiente d’acqua. In un impianto idraulico correttamente progettato è importante rispettare giusto diametro delle tubazioni e loro pendenze per assicurare un efficace smaltimento.

Le prime corrispondono, sinteticamente, all’acqua in entrata. Quello che emerge è che le soluzioni per portare l’acqua nei vari punti dell’abitazione sono numerose e molte di esse sono ugualmente valide. Come sempre, in questi casi, è importante rivolgersi all’esperienza e alla consulenza di un tecnico specializzato. Un tecnico è infatti la figura più idonea a consigliare la tipologia d’impianto più adatta.

L'impianto idraulico di acqua sanitaria comprende le reti di distribuzione di acqua potabile e non potabile per uso domestico, in particolare quello civile per lavarsi o per accumulo. In tutta la UE, come nella maggioranza del resto del mondo, l'acqua calda si trova a sinistra e quella fredda a destra.

Le Norme che regolano il dimensionamento di un impianto sanitario di adduzione acqua fredda e calda sono la UNI 9182 e la UNI 9183.

Il trattamento delle acque prima della distribuzione ha la funzione di eliminare delle sostanze indesiderate, quali ad esempio i Sali incrostanti.

L’approvvigionamento dell’acqua avviene attraverso l’allacciamento dell’impianto idrico alla rete pubblica dell’acquedotto con un contatore installato dall’ente gestore della fornitura. All’interno della rete primaria la pressione viene tenuta a 5-6 bar al fine di raggiungere i piani più alti dei fabbricati, mentre nelle tubazioni di distribuzione dell’acqua nel fabbricato la pressione non deve superare i 3 bar per evitare rumore e rotture nelle tubazioni. A tal fine viene installato un riduttore di pressione che mantiene la pressione stabilita e viene montato a monte della rete di distribuzione interna e a valle del contatore.

Nelle zone non servite dalla rete pubblica, se sono presenti falde acquifere, si possono perforare dei pozzi dai quali attingere l’acqua. Lo schema più semplice di distribuzione dell’acqua in un edificio, è quello composto da colonne verticali di maggiore sezione e reti di distribuzioni orizzontali ai vari piani. Per la distribuzione in ogni piano è preferibile la cosiddetta distribuzione a collettore. Ogni punto di erogazione è servito singolarmente da un proprio tubo, che parte da un collettore centrale di distribuzione ed arriva alle singole utenze.

Per concludere, gli impianti termoidraulici sono una parte essenziale della nostra vita quotidiana, garantendo comfort, riscaldamento, raffrescamento e acqua calda sanitaria.

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