VALVOLA DI BILANCIAMENTO CON REGOLAZIONE MICROMETRICA DELLA PORTATA Art.6535G
Le valvole di bilanciamento sono dispositivi d’intercettazione dove si attua la regolazione micrometrica della portata.
Con la regolazione della portata il dispositivo attua una resistenza meccanica al fluido di passaggio. A questa resistenza meccanica si aggiungerà la resistenza del circuito di alimentazione che ne- cessita conoscere. Al riguardo detto dispositivo ha due prese di se di pressione che , collegate ad un manometro elettronico dif- ferenziale, ne consentono, tramite un opportuno rilevamento, abbi- re il valore della portata alla resistenza che si manifesta a monte della valvola medesima
Il principio di funzionamento dell’apparato strumentale rientra nello studio della fisica tecnica applicata al principio Venturi dove si sta- bisce un rapporto tra aumento della pressione e della velocità quando un fluido passa attraverso una strozzatura (Fig.2).
Ne deriva al riguardo un parametro tecnico “Kvs” che si identifica per tutti i componenti fluido termici laddove la portata è influenzata da una resistenza meccanica.
Il Kvs è determinato in laboratorio, facendo passare il fluido attra- verso un condotto con la procedura che riportiamo nella Fig.2.
Il KVs corrisponde al valore della portata che determina la perdita di carico di 1bar.
Un ulteriore parametro che si prende in con- siderazione è il Kv. Valore che corrisponde ad una portata e ad una perdita di carico stabilita.
Stabilito il valore della portata Q e individua- to il valore della perdita di carico
Kv = Q / ∆p con Q= m3/h ∆p Bar
S.T.
029.1
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Fig.1
A B
A) regolazione micrometrica frazione di giro da 0 a 10 = 1 giro B) numero di giri da 0 a 5 max
Fig.2
d 1/2” 3/4" 1” 1”1/4 1”1/2 2”
Kvs 3,08 4,70 11,72 17,85 18,91 33,21
Fig.3
Fig.4
Possiamo stabilire la posizione di apertura della valvola di bilanciamento. Nel contesto generale la valvola in oggetto è utilizzata in parallelo o in serie in un sistema di bilanciamento vero e proprio, oppure come complemento addizionale in un singolo impiego al fine di contenere i dati progettuali.
L’esempio tipico lo ritroviamo nell’utilizzo delle pompe di circolazione ( velocità fissa), dove nella maggioranza dei casi necessita fornire un incremento delle perdite di carico. Si valuti al riguardo il seguente esempio:
-portata di un circuito idraulico Q = 4200 L/h -perdita di carico ∆p = 3,2 mm -diametro in proposta:
d= 4200/(2,826x1,2) = 35mm (40 mm) -pompa di utilizzo con riporto in Fig.5
La pompa prescelta, per consentire la portata di 4,2 m3/h richiede una perdita di carico di 4,8 m
Per detta condizione opportuno inserire un componente idraulico ( valvola di bilanciamento) che incrementi la perdita di carico di ∆p= 4,8-3,2 = 1,6 m
Stabilito il diametro della valvola di bilanciamento 40mm (1”1/2) il Kv di progetto equivale a:
Kv = (4200 /1000) / 1,6/10 = 10,5 corrispondente a un’apertura di 3,7 giri ( Tab.1)
Un ulteriore esempio classico è evidenziato nella Fig 6 dove si pone in evidenza una distribu- zione idraulica tra diverse colon- ne con o senza valvole di bilan- ciamento.
Fig.5
Art.6535G TIEMME
Fig.6
Cerchiamo di formalizzare l’esempio indicato nella nell’ipotesi di una distribuzione idrica aperta su colonne, Fig.5.
colonna C1 L/h 2200 ∆p 4,0 m v= 2 m/s d= 2200/(2,826x2) = 19,7 (20 mm 3/4") colonna C2 L/h 6200 ∆p 9,0 m v= 2 m/s d= 6200/(2,826x2) = 33,1 (32 mm 1”1/4") colonna C3 L/h 3600 ∆p 2,0 m v= 2 m/s d= 3600/(2,826x2) = 25,3 (25 mm 1") colonna C4 L/h 8100 ∆p 7,5 m v= 2 m/s d= 8100/(2,826x2) = 37,9 (40 mm 1”1/2")
Per equilibrare il sistema di distribuzione è indispensabile rendere uguali le perdite di carico di tutte le colonne rapportandone il valore alla colonna che presenta la massima perdita di carico.
Si devono inserire valvole di bilanciamento atte ad incrementare dette perdite di carico. Si riportino i valori in una scheda di calcolo utile per ulteriori applicazioni. di cui uno stralcio dalla Faq. 1162.2
La valvola di bilanciamento per ovvietà dovrebbe avere o stesso diametro della tubazione ( colonna 5, diametro colonna prescelto; colonna 6,Kvs della valvola di bilanciamento avente lo stesso diametro).
Successivamente all’elaborazione delle perdite di carico, evidenziate le differenze di ∆p nella colonna “11” rispetto alla colonna più sfavorita “C2..colonna12”, rileviamo nella stessa colonna 12 il Kv delle valvole di cui le regolazioni nella colonna “13”
Si evidenzia nella Tab.2 al punto “12***” corrispondente corrispondente alla colonna C4 un Kv superiore al Kvs della valvola indicata al punto “6” (21,96 colonna 12;contro 13,96 colonna 6).
Quando si verificano queste condizioni è opportuno aumentare il diametro sia della colonna che della valvola di bilanciamento per consentirne la regolazione.
Nella seguente Tab.3 sono stati maggiorati sia il diametro della tubazione che della valvola di bilanciamento da 40mm a 50mm condizione che ora ne è consentita la regolazione.
Tab.2
Tab.3
Nota:
in corrispondenza della colonna C2 al punto “8*” si evidenza il valore della massima perdita di carico: ∆p = 9m. Per detta condizione si avrà la massima apertura della valvola di bilanciamento come riportato al punto 13***
Proseguiamo con il prendere in considerazione il circuito chiuso, tipico nella distribuzione del secondario nelle CT. Riportiamo uno stralcio di calcolo da scheda Excel Faq.1162.2 dove abbiamo due varianti:
La velocità indicata in 1,2 m/s
Il calcolo delle perdite di carico con l’utilizzo della formula Hazen e Williams
Nota:
I Kv, risultando inferiori al Kvs della valvola, ne consentono la regolazione come evidenziato in ”13***”
Se il Kv dovesse risultare superiore al Kvs si procederà. come nella Tab.3 a maggiorare sia il diametro della tubazione che la corrispondente valvola di bilanciamento
Un ulteriore esempio di bilanciamento è riportato nella Fig.7 dove si evidenzia al distribuzione alle utenze con le relative valvole di bilanciamento e il corrispondente bilanciamento per colonne.
Anche in questo caso trattasi di circuiti chiusi.
La procedura è la seguente:
1° procedere con il bilanciamento nella distribu- zione utenze 1-2-3; successivamente alle uten- ze 4-5-6 ( procedendo nello stesso modo per le successive utenze ai piani);
2° individuate le perdite di carico tra le diverse colonne, si procede con il bilanciamento delle medesime volgendo l’attenzion e alle valvole di bilanciamento poste ai piedi colonne.
L’argomento con un esempio pratico è riportato nella Faq.1161.3
Il bilanciamento che abbiamo fin qui considerato è di tipo statico nell’ipotesi che la distribuzione si mantenga uniforme nel tempo senza che intervengano variazioni nelle portate.
E’ una condizione che non si potrebbe mai verificare per la presenza di : valvole termostatiche / comandi elettrotermici / comando elettromeccanici ecc. che intervengono sistematicamente su variazioni continue nelle portate modificando di volta in volta il bilanciamento generale.
Tab.4
Fig.7 1
3 2
4
5
6
Sorge la necessità di stabilizzare il bilanciamen- to comunque sia la condizione funzionale del si- stema impianto.
L’intervento si dimostra particolarmente sempli- ce provvedendo all’applicazione di valvole by- pass modulanti che si aprono con gradualità per rinviare sul ritorno il fluido termico con la chiusu- ra parziale o totale dei terminali o di zona.
L’applicazione della valvola by-pass è necessario e indispensabile. L’attenzione deve essere volta sulla corretta regolazione della medesima. La valvola consente la regolazione della pressione differenziale da 0 a 4 m valore che sarà impostato in linea allo schema progettuale ponendo aumento compreso tra il 5..10%.
La portata della valvola differenziale ( e di conseguenza il suo diametro) verrà scelta al 75% della portata massima della linea di distribuzione.
Esempio:
Portata di progetto L/h 1800 prevalenza max ∆p 2,8 m Valvola by-pass: portata 1800 x 0,75 = 1350
Diametro valvola by-pass 1800/(2,826x1,2)= 23 mm (3/4”..1”)
Art.6534G Fig.8
Fig.9
