Impianto Termoidraulico: Definizione e Componenti

Hai mai sentito parlare degli impianti termoidraulici? Ti sei mai chiesto nel dettaglio come si compongono e come funzionano? 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.

Gli impianti termoidraulici garantiscono la climatizzazione e l’approvvigionamento idrico in una casa. 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?

Un impianto termoidraulico è un sistema che si occupa di gestire e controllare la temperatura e la distribuzione dell’acqua in un edificio. Il termine “impianto termoidraulico” combina due elementi chiave del sistema: “Termo“, che si riferisce al riscaldamento, e “idraulico“, che riguarda la distribuzione dell’acqua.

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.

Componenti principali di un impianto termoidraulico

Gli impianti termoidraulici sono costituiti da una serie di componenti, inclusi radiatori, termosifoni, caldaie, pompe di circolazione, tubazioni e regolatori di temperatura. Ogni elemento di un impianto, dal più piccolo raccordo ai complessi sistemi di regolazione, svolge un ruolo fondamentale.

I componenti termoidraulici sono tutti gli elementi che costituiscono l’impianto, contribuendo al trasporto, alla regolazione e alla distribuzione di acqua o altri fluidi. Non si tratta solo di tubi e valvole.

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.

Di seguito un elenco dei componenti termoidraulici principali:

Tubi: Trasportano acqua calda, fredda o refrigerata verso i punti di utilizzo. I materiali più usati sono il rame, il polietilene reticolato (PEX) e il multistrato.
Valvole: Regolano il flusso di acqua o altri fluidi nell’impianto, incluse valvole di intercettazione per isolare sezioni del sistema.
Scambiatori di calore: Trasferiscono energia termica da un fluido all’altro senza che si mescolino, presenti in caldaie, pompe di calore e sistemi solari termici.
Filtri: Proteggono l’impianto trattenendo impurità, calcare e particelle, con filtri magnetici e meccanici.
Pompe di circolazione: Assicurano il movimento continuo del fluido termovettore, con modelli a velocità variabile per migliorare l’efficienza energetica.
Vasi di espansione: Compensano l’aumento di volume del fluido termovettore quando si riscalda.

Come funziona un impianto termoidraulico?

Il funzionamento di un impianto termoidraulico dipende dal tipo specifico di sistema e dalle sue componenti. Ma vediamo, in generale, tutti i processi coinvolti.

Generazione di Calore: Il processo inizia con la generazione di calore, solitamente attraverso una caldaia. La caldaia riscalda l’acqua o un fluido termovettore, come il glicole propilenico, che funge da veicolo termico.
Circolazione: Una volta riscaldato, il fluido termovettore viene pompato attraverso il sistema da una pompa di circolazione. Questa pompa è responsabile del movimento dell’acqua attraverso il circuito dell’impianto, trasportandola dai punti di generazione del calore (come la caldaia) ai punti di utilizzo (come i radiatori o i termosifoni).
Distribuzione del Calore: L’acqua calda o il fluido termovettore viene distribuito attraverso le tubazioni dell’impianto, raggiungendo i radiatori o altri dispositivi di riscaldamento posizionati nelle varie stanze dell’edificio. Quando l’acqua calda o il fluido termovettore entra nei radiatori, cede il calore all’ambiente circostante.
Rilascio del Calore: Nei radiatori, il calore viene rilasciato nell’ambiente circostante. I termosifoni, che sono una forma comune di radiatori, trasferiscono il calore all’aria circostante per riscaldare l’ambiente.
Ritorno e Ricircolazione: Il fluido termovettore raffreddato ritorna quindi alla caldaia attraverso un sistema di ritorno. Questo ciclo continua finché la temperatura desiderata nell’edificio non è stata raggiunta.

Alcuni impianti possono anche essere configurati per fornire raffrescamento durante la stagione calda, utilizzando, ad esempio, sistemi di pavimenti radianti o unità di condizionamento a circolazione d’acqua.

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.

Guida al dimensionamento dell’impianto termoidraulico

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.

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.

I vantaggi degli impianti termoidraulici

Gli impianti termoidraulici offrono una soluzione completa per il riscaldamento e il raffrescamento degli edifici, presentando una serie di vantaggi significativi. La loro efficienza energetica, garantita da caldaie moderne e pompe di circolazione efficienti, contribuisce a ridurre i consumi energetici. Questi sistemi forniscono un comfort termico ottimale attraverso una distribuzione uniforme del calore nei vari ambienti, grazie a radiatori o termosifoni. La loro versatilità, inoltre, consente la configurazione per fornire sia riscaldamento che raffrescamento, adattandosi alle esigenze stagionali. La durabilità delle componenti chiave, come caldaie e pompe di circolazione, unita alla possibilità di personalizzazione, rende gli impianti termoidraulici una scelta a lungo termine. Infine, il loro contributo alla riduzione delle emissioni inquinanti, l’installazione modulare e i potenziali risparmi economici nel tempo sottolineano la loro attrattiva complessiva come sistema di climatizzazione e riscaldamento.

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