Regolazione in centrale termica

Questo tipo di regolazione è di gran lunga il più semplice in termini di installazione e di funzionamento: il sistema radiante in sé non viene regolato, ma subisce gli aggiustamenti in temperatura di mandata operati a monte e legati alla logica di controllo del generatore di calore. In questo caso, il collegamento tra la centrale termica ed il circuito radiante è di tipo diretto, senza l’interposizione di dispositivi di mitigazione (valvole a tre/quattro vie, serbatoi-buffer, scambiatori a piastre, ecc.). Per tale motivo, i generatori di calore più indicati per l’accoppiamento diretto con gli impianti radianti sono:

- le caldaie a condensazione: il loro rendimento migliora tanto più bassa è la temperatura di ritorno8, pertanto il loro accoppiamento con un terminale di impianto a bassa temperatura, come i pannelli radianti, è l’ideale;

- i riscaldatori elettrici: essi modulano la corrente elettrica che attraversa la resistenza scaldante e quindi la potenza termica prodotta per effetto Joule; in questa maniera, si può ottenere in uscita il valore di temperatura dell’acqua di mandata adatto all’alimentazione dei pannelli radianti.

I generatori di calore tradizionali, non condensanti, non si prestano a questo tipo di regolazione in quanto richiedono temperature di ritorno superiori, in genere, a 60 °C, per scongiurare il pericolo di condensazione dei fumi. Queste caldaie, infatti, non sono state progettate per il recupero del calore latente del combustibile e pertanto i loro tipici materiali di costruzione (come la ghisa) non sono predisposti per la resistenza alla corrosione da parte delle condense acide.

Il ricorso ad una caldaietta classica non condensante è fattibile solo se essa è dedicata esclusivamente all’alimentazione dell’impianto radiante, prerogativa che

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Basse temperature di ritorno in caldaia favoriscono la condensazione dei fumi di combustione e quindi il recupero del calore latente altrimenti disperso sotto forma di vapore acqueo. Condizione necessaria per il verificarsi della condensazione è che la temperatura superficiale dei tubi percorsi dal fluido termovettore sia minore della temperatura di rugiada della miscela gassosa dei prodotti di combustione.

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le permette di essere progettata ad hoc per questa destinazione. In questo caso, lo schema idraulico è quello di Figura 18.

Figura 18. Collegamento diretto di un generatore di calore non condensante ad un impianto radiante.

Il collegamento avviene in maniera diretta, con la sola interposizione di un vaso d’espansione, un disaeratore ed un circolatore sul ramo di mandata all’impianto radiante. Il riscaldatore d’acqua dedicato viene comandato da un termostato, installato sulla parete interna nella porzione superiore: esso è tarato per mantenere la temperatura di alimentazione richiesta dai pannelli radianti, e secondo questa logica provvede ad accendere/spegnere il generatore.

Tuttavia, come già motivato, questo la regolazione in centrale è più pertinente ad altre tipologie di generatori di calore. La situazione più frequente è quella delle caldaie a condensazione. Queste possono alimentare uno o più collettori alla stessa temperatura (Figura 19), oppure più collettori caratterizzati da diverse temperature di mandata (Figura 20). In entrambi i casi, pur essendo la caldaia già dotata di un circolatore interno (BP), risulta necessario installare a monte di ogni collettore di mandata un’ulteriore pompa (P1, P2) e verificare che quella interna al generatore abbia una caratteristica portata-prevalenza compatibile con il circuito con cui verrà collegata.

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Figura 19. Collegamento diretto di una caldaia a condensazione con due impianti radianti alimentati alla stessa temperatura di mandata.

Nell’eventualità in cui i due collettori richiedano temperature di mandata profondamente diverse, ad esempio perché posti a servizio di due tipologie diverse di pannelli radianti (Figura 20), bisogna disaccoppiare le due alimentazioni:

- il collettore che richiede la temperatura più alta viene alimentato direttamente dalla caldaia a condensazione, la cui regolazione sarà tarata per il soddisfacimento del livello termico più impegnativo;

- il collettore che richiede la temperatura più bassa viene alimentato da una valvola miscelatrice a tre vie (T1), capace di mitigare la portata proveniente dalla caldaia con il flusso di ritorno dall’impianto radiante.

Figura 20. Collegamento diretto di una caldaia a condensazione con due impianti radianti alimentati a diversa temperatura di mandata, con impiego di una valvola miscelatrice a tre vie.

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Schemi idraulici speculari a quelli appena esposti sono quelli che sfruttano un riscaldatore elettrico come generatore di calore. Anche in questo caso l’impianto funziona efficientemente anche con basse temperature di ritorno, senza la necessità di prevedere meccanismi di protezione della caldaia (come ad esempio circuiti di by-pass). La differenza principale rispetto alle caldaie a condensazione è la mancanza della pompa interna, perciò l’intera movimentazione del fluido termovettore è affidata ai circolatori posti a monte dei collettori di mandata (P1 e P2).

Figura 21. Collegamento diretto di una caldaia a condensazione

con due impianti radianti alimentati alla stessa temperatura di mandata (sopra) o a diversa temperatura di mandata (sotto).

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Gli schemi idraulici appena descritti illustrano il collegamento idraulico tra il generatore di calore e l’impianto radiante, tuttavia non specificano la modalità di regolazione che avviene in centrale: essa potrebbe seguire una logica a punto fisso oppure climatica.

Il primo caso riguarda le caldaie più datate, in cui la regolazione di tipo on/off è volta al mantenimento di una temperatura prestabilita in uscita.

Nel secondo caso, invece, la temperatura di caldaia è vincolata a seguire una curva di riscaldamento, con temperatura di mandata funzione delle condizioni climatiche esterne.

La regolazione climatica a livello centrale si distingue in due categorie a seconda del tipo di generatore di calore:

i. regolazione totale, se la caldaia è a condensazione; ii. regolazione parziale, se la caldaia non è condensante.

Nel caso (ii.) bisogna impostare un limite inferiore alla curva climatica: esisterà infatti una temperatura di mandata alla quale corrisponderà la minima temperatura di ritorno accettabile per non rischiare di incorrere nel fenomeno della condensazione.

In base al generatore di calore considerato, questo limite è molto variabile: - nel caso di caldaie tradizionali, cade nel range tra 52 °C e 63 °C;

- nel caso di caldaie a temperatura scorrevole (conosciute anche come caldaie “a camera di combustione secca”) il limite è molto più basso, favorendo l’accoppiamento con un impianto radiante. Il bruciatore modulante ad aria soffiata risponde ai comandi di un termostato interno con set-point variabile secondo la logica climatica. La modulazione della potenza avviene nel range 20-100%: al di sotto di questa soglia, la regolazione climatica viene interrotta (ecco perché risulta “parziale”) e si degrada nella più grossolana regolazione on/off.