Dossier tecnico

Il bilanciamento degli impianti idronici, breve guida per progettisti e installatori #4

Parte 4 di 4: impianti a portata variabile con valvola di controllo della pressione differenziale

Gli impianti a portata variabile sono oggigiorno la soluzione impiantistica più utilizzata in quanto permettono di ridurre i consumi energetici dando maggior confort all’utente finale. Questi impianti richiedono sistemi valvole di bilanciamento automatiche per far si che il sistema di riadatti a ogni variazione di carico dello stesso.

Impianti a portata variabile con PICV

/ Quarta parte /

 

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Con riferimento agli schemi di installazione presentati nel precedente dossier, si consideri una valvola a due vie per il controllo del flusso, una valvola di regolazione e la valvola di controllo della pressione differenziale collegate come rappresentato in Figura 1. Le tre valvole vengono utilizzate per regolare la portata massima e modularla in funzione della potenza da trasmettere ai locali climatizzati.

Rielaborando la posizione dei componenti utilizzati, si può adottare una schema come in Figura 2:

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FIGURA 1 - Sistema con controllo della pressione differenziale.

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FIGURA 2 - Sistema indipendente di controllo della pressione.

 

La regolazione del sistema ora è indipendente dalla pressione differenziale della diramazione, ma sarà regolata in base alla perdita di carico sulla valvola a due vie. Si è creata una configurazione che permette di: impostare la portata nominale con la valvola di regolazione, mantenerla costante con la valvola di controllo della pressione differenziale e modularla con l’attuatore della valvola a due vie.

Integrando le tre funzioni in un unico corpo si ottiene una valvola con controllo indipendente dalla pressione (Pressure independent control valve - PICV).

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FIGURA 3 - Derivazione con valvola  PICV.

Pressure independent control valve (PICV)

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FIGURA 4 - Valvole PICV, Cimberio

Come anticipato nel precedente paragrafo, le valvole di controllo indipendenti dalla pressione (PICV) sono una combinazione di tre valvole:

  • Valvola di controllo della pressione differenziale (DPCV);
  • Valvola di regolazione;
  • Valvola di controllo a due vie.

Le valvole PICV sono progettate per il bilanciamento automatico degli impianti di riscaldamento e condizionamento, indipendentemente dalle fluttuazioni di pressione che possono verificarsi in esercizio a causa delle variazioni di carico presenti nell’impianto.
Grazie alla loro particolare struttura queste valvole consentono di svolgere le seguenti funzioni:

  • REGOLAZIONE: selezione della portata desiderata all’interno del range di funzionamento.
  • CONTROLLO: mantenimento della portata selezionata indipendentemente dalle fluttuazioni di pressione;
  • MODULAZIONE: variazione continua della portata “full authority” finalizzata al controllo della temperatura (con presenza di attuatore lineare).

Principio di funzionamento

Regolazione
In assenza dell’attuatore elettrico o del cappuccio in plastica, la valvola è normalmente chiusa per effetto di una molla. L’avvitamento del cappuccio o la presenza dell’attuatore elettrico vince l’effetto antagonista della molla e apre la valvola (figura 4). L’acqua in ingresso attraversa quindi un passaggio calibrato, la cui geometria può essere variata in funzione della posizione angolare assunta dal selettore di portata, che dipende dalla portata richiesta dal progetto, nello specifico ramo di impianto sul quale la valvola è installata.

Controllo
Sulla cartuccia di controllo della pressione differenziale (DPC) agiscono due differenti pressioni. La prima è quella trasmessa tramite un condotto che mette in comunicazione l’ingresso della valvola con la parte inferiore della cartuccia “p+” (vedere schema idraulico di figura 5); la seconda viene letta all’uscita dal dispositivo di selezione della portata “pa”. Al fine di mantenere costante la differenza tra le suddette pressioni, l’otturatore della cartuccia DPC si muove parzializzando la luce di uscita dell’acqua per avere esattamente la portata inizialmente selezionata, indipendentemente dalle fluttuazioni di pressione che si possono verificare nell’impianto.

Modulazione
Questa funzione è realizzata dall’attuatore elettrico che parzializza assialmente il passaggio calibrato. Modulando in continuo la portata, si ottiene il controllo della temperatura. La valvola PICV mantiene invariata la corsa dell’otturatore indipendentemente dalla posizione del selettore di portata. Questa caratteristica consente di modulare sempre in condizioni ottimali, evitando funzionamenti on/off in corrispondenza delle piccole aperture.

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FIGURA 5 - Sezione di Valvola PICV.

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FIGURA 6 - Schema di funzionamento.

 

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