Le  reti degli impianti di riscaldamento

Questo calcolo comprende:

·       le reti con radiatori

·       le reti con radiatori con collegamento monotubo

·       le reti con fancoil riscaldamento

Questi tipi di reti sono reti ad albero

La maschera dei dati iniziali :

 

i dati generali

1 riga:Cliccando con il mouse sulla prima riga si seleziona la SERIE DEI TUBI per il calcolo di progetto dei rami

2 riga:il fluido cliccare sulla riga per selezionare

3 riga: perdita di pressione  ammessa nel calcolo di progetto delle tubazioni  (in pascal/metro)

4’riga:temperatura di mandata di tutti i corpi termici

5’riga:salto termico ammesso di default  nei corpi termici(per il calcolo delle portate e solo per i radiatori)

6’riga:temperatura ambiente di default. E' possibile variare questo dato per ogni singolo corpo termico

7’ riga:SERIE VALVOLE TERMINALI: cliccando sulla colonna di sinistra di questa riga si seleziona ,dall’archivio SERIE VALVOLE,  la SERIE associata a tutti i rami terminali ,che si suppongono utenze. Successivamente ,il software selezionerà la valvola , tra quelle aventi lo stesso numero di SERIE, in base al diametro della tubazione dove è il terminale(radiatore,fancoil) .

8’ riga:SERIE DETENTORI: cliccando sulla colonna di sinistra di questa riga si seleziona ,dall’archivio DETENTORI, la SERIE di default associata ai  detentori, come nel caso delle valvole . Successivamente ,il software bilancerà tutta la rete e selezionerà il detentore in base al bilanciamento e al diametro della tubazione

9’ riga: il VOLUME ACQUA CALDAIA viene aggiunto a quello delle tubazioni e dei corpi termici per il calcolo del vaso di espansione

10° ,11° riga:ALTEZZA MAX IMPIANTO  e PRESSIONE SCARICO VALVOLA DI SICUREZZA per il calcolo del vaso di espansione

12° riga: giri variabili.

Se si seleziona SI il numero di giri della pompa viene variato in percentuale in modo da adattare la curva portata –prevalenza della pompa alla portata e prevalenza nominale del circuito.

Vedi riferimento

14 riga: bilanciamento globale

Selezionando SI tutte le utenze verranno bilanciate fra loro con la serie di detentori selezionata(eventualmente variata per il singolo ramo). Se nessuna serie è stata selezionate il bilanciamento verrà effettuato con una perdita concentrata equivalente. Ovverossia essendo DH la caduta di pressione nell'ipotetico detentore sarà:

DH= kb V2/2g

Dove Kb è il valore del coefficiente della perdita concentrata equivalente V=velocità nel ramo

 

Le assegnazioni di questa maschera possono essere ridefiniti nell’ambiente grafico con i comandi, assegnati come testi :

·       TUBI=N   serie tubazioni 

·       FLU=N       fluido

·       PAM=x    perdita ammessa pa/m

·       TMA=X  temperatura di mandata °C

·       TAM=X  temperatura ambiente °C

·       DT=X      salto termico di progetto °C

·       VT=N      serie valvole utenze

·       BIL=N    bilanciamento utenze con serie detentori=N

·       VCA=X volume acqua caldaia(litri)

·       PTAR=X pressione taratura (bar)

·       HMAX=X altezza max impianto(m)

 

 

I comandi specifici della rete riscaldamento

 

 

Comandi relativi alle utenze

Attivando questo comando e cliccando sul NODO del ramo cui attribuire l’utenza compare la maschera

 

Cliccando sulla seconda riga compare la lista dei radiatori memorizzati fra cui scegliere

 

In questo caso compare la maschera:

 

 

Gli stessi dati possono essere introdotti come testi secondo la seguente sintassi:

 

 

FT=x1,cod,x3,x4

x1=potenza termica in watt

cod=codice radiatore

x3=fattore correttivo dell'emissione

x4=temperatura ambiente(se diversa da quella di default)

il numero degli elementi viene determinato

Oppure (verifica)

VER=n,cod,x3,x4

n=numero elementi

cod=codice radiatore

x3=fattore correttivo dell'emissione

 x4=temperatura ambiente(se diversa da quella di default)

la potenza termica nominale è la risultante del prodotto fra il numero degli elementi e l’emissione termica nominale corrispondente

 

FCH=N  N=codice fancoil

 

 

 

Esempio dei comandi VER= E FT=

 

 

 

 

 

Esempio dei comandi VER= ed FT= nel collegamento monotubo

 

 

Assegna al ramo la discontinuità selezionata

 

 

 

Assegna al ramo la serie di tubazioni selezionata per il calcolo di progetto della tubazione

 

 

 

Assegna al ramo la pompa selezionata

 

 

Assegna al ramo la serie di detentori  selezionata

 

 

Assegna al ramo la serie di valvole selezionata. Successivamente in base al diametro verrà scelta la valvola

 

Altri comandi inseribili come testi:

V=N     assegna al ramo puntato dal testo la valvola codice=N

D=N     assegna al ramo puntato dal testo il detentore codice=N

 

 

 

Radiatori

 

 

 

 

Monotubo

 

L'emissione termica dei radiatori è esprimibile ,secondo UNI-ISO 6514 come :

                        E = N  E50  [( Tm-Ta)/50]a

       dove:    

                            

                                                                                                                 

IL COLLEGAMENTO MONOTUBO.

 

Nel caso di collegamento monotubo i corpi termici sono posti in serie:l'uscita dell'elemento precedente diventa l'ingresso dell'elemento successivo. L'unica tubazione che collega i corpi scaldanti viene chiamata anello .La soluzione piu' frequente e' quella con l'impiego delle valvole a 4 vie, che consente di collegare sia l'ingresso che l'uscita del radiatore con una unica valvola. Le valvole a 4 vie prevedono  una ripartizione della portata totale dell'anello: mentre una parte affluisce effettivamente al corpo scaldante l’ altra lo bypassa. Poiché  ingresso ed uscita sono localizzate in basso viene influenzata l'emissione rispetto a quella con condizioni di allacciamento standard, che prevede l'ingresso in alto e l'uscita in basso dal lato opposto. Per consentire il calcolo ancora secondo la norma UNI 6514 si considera una portata equivalente GDE che è' una frazione della portata dell'anello :la portata GDE è la portata che ,ai fini del calcolo, da' la stessa emissione dell'allacciamento standard.

fancoil.

L'emissione termica E del fancoil  e' espressa generalmente dal costruttore come :

E= Resa(q) x (Tin-Ta)

Resa(q): resa termica del fancoil espressa dal costruttore generalmente in funzione della portata

 

Come trattare  una rete chiusa

 

 

figura 2

Una rete chiusa come quella della figura 1 va calcolata riducendola ad aperta come nella figura 2. Allo scopo si spezza la rete in corrispondenza dei corpi termici.(nell'esempio contrassegnati con i numeri 1,2,3).
Risulta infatti che le coppie di rami a,p- b,g-c,n-e,m-d,h-f,l hanno le stesse portate e quindi avranno lo stesso diametro.
Il disegno da effettuarsi su RETIUNO sarà quello 2 inglobando, ad esempio,nel ramo a lunghezza e perdite concentrate del ramo p e così via. Il percorso idraulico della rete chiusa ad esempio formato dai rami a,b,g,p  della figura 1 è equivalente a quello formato dai soli rami a e b in cui si inglobano le caratteristiche dei rami equivalenti p e g. Infatti i percorsi della rete chiusa sono 3:

1.     a,b,g,p

2.     a,c,d,h,n,p

3.     a,c,e,f,l,m,n,p

che diventano;

1.     a+p,b+g

2.     a+p,c+n,d+h

3.     a+p,c+n,e+m,f+l

del tutto equivalenti ai fini del calcolo idraulico.

 VU=n

SERIE VALVOLE TERMINALI:   la SERIE VALVOLE associata automaticamente a tutti i rami terminali ,che si suppongono utenze. Successivamente ,il software selezionerà la valvola , tra quelle aventi lo stesso numero di SERIE, in base al diametro della tubazione dove è il terminale(radiatore,fancoil) .

 

Risultato del comando VU=36(valvola monotubo)

BIL=N

bilanciamento di tutte le utenze con serie detentori=n

>B=N

bilanciamento relativo delle utenze a valle del ramo con serie detentori=N

esempio:

 

comando >B=

Bilanciamento massima prevalenza=  29055

Bilanciamento utenze

Ramo   Q      Detentore                Hdif   HBIL   Pos....REGOL  

       mc/h                            Pa      "                      

   8    0.086  CAZZANIGA ART 188 3/8"     7255  21800    2.2 TRA:R2 E R3   

   7    0.086  CAZZANIGA ART 188 3/8"     3964  25091    2.7 TRA:R2 E R3   

   6    0.086  CAZZANIGA ART 188 3/8"     1621  27434    3.2 TRA:R3 E R4   

   5    0.086  CAZZANIGA ART 188 3/8"       0  29055    5.0 TUTTO APERTO  

Bilanciamento massima prevalenza=  25187

Bilanciamento utenze

Ramo   Q      Detentore                Hdif   HBIL   Pos....REGOL  

       mc/h                            Pa      "                      

  16    0.086  CAZZANIGA ART 188 3/8"     7255  17932    2.2 TRA:R2 E R3   

  15    0.086  CAZZANIGA ART 188 3/8"     3964  21223    2.7 TRA:R2 E R3   

  14    0.086  CAZZANIGA ART 188 3/8"     1621  23566    3.2 TRA:R3 E R4   

  13    0.086  CAZZANIGA ART 188 3/8"     0  25187    5.0 TUTTO APERTO

>MB=n1,n2   bilanciamento relativo delle utenze a valle del ramo con codice detentori=n1. Successivamente bilanciamento delle colonne cui si riferisce il comando inserendo nel ramo puntato il codice detentore avente serie=n2

Esempio:

 

 

 

Il comando >MB=

Eseguo comando >MB=

Bilanciamento colonne= 1

Bilanciamento massima prevalenza=  29055

Bilanciamento utenze

Ramo   Q      Detentore                Hdif   HBIL   Pos....REGOL  

       mc/h                            Pa      "                      

   8    0.086  CAZZANIGA ART 188 3/8"     7255  21800    2.2 TRA:R2 E R3   

   7    0.086  CAZZANIGA ART 188 3/8"     3964  25091    2.7 TRA:R2 E R3   

   6    0.086  CAZZANIGA ART 188 3/8"     1621  27434    3.2 TRA:R3 E R4   

   5    0.086  CAZZANIGA ART 188 3/8"        0  29055    5.0 TUTTO APERTO  

Bilanciamento colonne= 2

Bilanciamento massima prevalenza=  25187

Bilanciamento utenze

Ramo   Q      Detentore                Hdif   HBIL   Pos....REGOL  

       mc/h                            Pa      "                      

  16    0.086  CAZZANIGA ART 188 3/8"     7255  17932    2.2 TRA:R2 E R3   

  15    0.086  CAZZANIGA ART 188 3/8"     3964  21223    2.7 TRA:R2 E R3   

  14    0.086  CAZZANIGA ART 188 3/8"     1621  23566    3.2 TRA:R3 E R4   

  13    0.086  CAZZANIGA ART 188 3/8"        0  25187    5.0 TUTTO APERTO  

Bilanciamento colonne= 3

Bilanciamento massima prevalenza=  21123

Bilanciamento utenze

Ramo   Q      Detentore                Hdif   HBIL   Pos....REGOL  

       mc/h                            Pa      "                      

  21    0.086  CAZZANIGA ART 188 3/8"        0  21123    5.0 TUTTO APERTO  

  22    0.086  CAZZANIGA ART 188 3/8"     1621  19502    3.2 TRA:R3 E R4   

  23    0.086  CAZZANIGA ART 188 3/8"     3964  17159    2.7 TRA:R2 E R3   

  24    0.086  CAZZANIGA ART 188 3/8"     7255  13868    2.2 TRA:R2 E R3   

Bilanciamento montanti

Bilanciamento massima prevalenza=  29207

Bilanciamento utenze

Ramo   Q      Detentore                Hdif   HBIL   Pos....REGOL  

       mc/h                            Pa      "                      

   1    0.344  CAZZANIGA ART 188 1/2"        0  29207    5.0 TUTTO APERTO  

   9    0.344  CAZZANIGA ART 188 1/2"     3868  25339    4.1 TRA:R4 E A    

  17    0.344  CAZZANIGA ART 188 1/2"    15187  14021    3.5 TRA:R3 E R4   

D=N

N=Codice detentore  del ramo

V=n1,n2

n1=Codice valvola del ramo n2=numero valvole

 

Pompe parallelo

La curva caratteristica di due pompe in parallelo si modifica rispetto alla curva della pompa singola:

il punto Q0,H0  diventa  Q1=2xQ0,H1=H0

quindi se :

H0 =A+BxQ0+CQ02+DQ03+ExQ04 (pompa singola)

La curva caratteristica di due pompe in parallelo  :

H[m]=A’+B’xQ1+C’xQ12+D’xQ13+E’xQ14

dove:

A’=A

B’=B/2

C’=C/4

D’=D/8

E’=E/16

 

Pompe in serie

La curva caratteristica di due pompe in serie si modifica rispetto alla curva della pompa singola:

il punto Q0,H0  diventa  Q1=Q0,H1=2xH0

quindi se :

H0 =A+BxQ0+CQ02+DQ03+ExQ04 (pompa singola)

La curva caratteristica di due pompe in parallelo  :

H[m]=A’+B’xQ1+C’xQ12+D’xQ13+E’xQ14

dove:

A’=2xA

B’=2xB

C’=2xC

D’=2xD

E’=2xE

 

Curve pompe:H0 pompa singola,HP=parallelo ,Hs=serie

 

 

Pompe a giri variabili

E’ consentito questa opzione su una sola pompa. In una pompa a giri variabili la riduzione del numero di giri viene adattata alla prevalenza del circuito.la portata e la prevalenza nominale sono quelle relative al circuito più sfavorito:

 

ramo    portata  tubazione       caduta di pressione ramo

           m3/h                         [Pa]

     6    0.112   12x1.2            4789

     5    0.224   16x1.2            2505

     2    0.404   18x1.2            5485

     1    0.622   22x1.2            3421

          Massima caduta[Pa]:  16201

 

 

La portata nominale circuito è =  0.622 [m3/h] e la prevalenza nominale=  1.651 [m H2O]. La prevalenza della pompa alla portata nominale è=  4.490 [m H2O] (punto A della figura). Con una riduzione percentuale del numero di giri pompa pari a 71,9% alla portata do 0,622 m3/h la prevalenza della pompa viene abbassata a 1,651 m H2O

L’equazione della pompa  a giri ridotti è:

H[m]=+2.841309+4.582031Q-23.437500Q^2+30.427826Q^3-15.122873Q^4

L’equazione pompa a pieni giri è:

 H[m]=+5.500000+6.375000Q-23.437500Q^2+21.870000Q^3-7.812500Q^4

Il punto di lavoro reale risulterà:

portata:  0.674 m3/h prevalenza:  1.478 mH2O(punto A’ della figura)

 

Dalle leggi di similitudine sulle  pompe il rapporto fra le prevalenze è:

·            (H1/H0)=(n1/n0)2

·       (Q1/Q0)=n1/n0

dove n0 il numero di giri pieno ed n1 quello ridotto

H0 la prevalenza a  numero di giri pieno ed H1 quella a numero di giri  ridotto

Q0 la portata a  numero di giri pieno e Q1 quella a numero di giri  ridotto

R=n1/n0

 

Se l’equazione della pompa a pieni giri è:

H0=A+BxQ0+CQ02+DQ03+ExQ04

e quella a giri ridotto:

H1=A+BxQ1+CQ12+DQ13+ExQ14

si ha:

Q1=R x Q0

H1=A+BxRxQ0+CxR2xQ02+DxR3xQ03+ExR4xQ04

H1=R2xH0

Per cui:

 

A+BxRxQ0+CxR2xQ02+DxR3xQ03+ExR4xQ04= R2xA+R2xBxQ0+R2xCQ02+R2xDQ03+R2xExQ04

da cui la curva a n1 giri ha equazione:

H1=A’+B’xQ1+C’Q12+D’Q13+E’xQ14

dove :

A’=R2xA

B’=RxA

C’=C

D’=D/R

E’=E/R2

 

 

H0 curva della pompa a pieni giri, H1 curva pompa a giri ridotti