CENTRO STUDI GALILEO
|
|
TORNA ALLA PAGINA INIZIALE CENTRO STUDI GALILEO |
PRINCIPI DI BASE DEL
CONDIZIONAMENTO DELL'ARIA
(105)
Alcune caratteristiche degli impianti misti aria-acqua ad induzione a tre tubi
Pierfrancesco Fantoni
Come visto, gli impianti ad induzione a due tubi comportano prassi di gestione piuttosto rigide in relazione ai periodi di funzionamento. Viceversa gli impianti a tre tubi consentono una maggiore versatilità, permettendo di svincolare il loro regime di funzionamento dalla particolare stagione in cui ci si trova. A ciò si aggiunge la possibilità di consentire regolazioni personalizzate all’utenza e di sopperire, così, alle diverse necessità di climatizzazione degli utenti anche quando si hanno locali con carichi termici estremamente diversificati sia per la diversa destinazione d’uso, sia per la diversa ubicazione ed esposizione degli stessi.
Chiaramente a fronte di benefici di tale portata non possono mancare occorrenze tecnologiche di più alto livello che non solo comportano costi impiantistici iniziali maggiori ma richiedono anche particolari attenzioni nella gestione e nella manutenzione dei singoli componenti. In particolare, per la circolazione del fluido vettore che permette il trasporto e la distribuzione dell’energia termica e frigorifera ad ogni singolo condizionatore locale, ci si deve avvalere di alcuni componenti che permettono una gestione ottimale dei circuiti idraulici.
Negli impianti a tre tubi il chiller e la centrale termica risultano essere costantemente in funzione, dato che sussiste la possibilità che alcuni locali richiedano una certa potenza frigorifera mentre altri richiedano potenza termica. A priori è difficile stabilire se durante il funzionamento verrà richiesto, nello stesso istante ed in un certo periodo dell’anno, più caldo o più freddo dagli utenti finali, pur tenendo conto delle destinazioni d’uso dei locali, dato che tale parametro può variare all’interno della stessa giornata ed in dipendenza delle condizioni di temperatura ed umidità dell’aria ambiente oltreché dalle personali esigenze degli occupanti, che non sono mai prevedibili a priori. Per tali ragioni è necessario in corrispondenza alla valvola a tre vie non miscelatrice posta a monte di ogni singolo condizionatore sia sempre presente acqua calda ed acqua fredda contemporaneamente.
Gli impianti a tre tubi non presentano l’inconveniente, che si ha invece negli impianti a due tubi, dovuto alla necessità di commutare il regime di funzionamento a seconda della stagione, proprio grazie alla possibilità di avere sempre a disposizione all’ingresso di ogni condizionatore sia acqua calda che acqua fredda contemporaneamente. D’altra parte, però, non potendo prevedere con esattezza a priori quali sono le richieste di caldo o di freddo da parte del singolo utente e non potendo nemmeno stimare l’indice di contemporaneità di tali richieste (quanti utenti richiedono caldo in un dato momento e quale potenza termica devo erogare per soddisfare le loro richieste? Analogamente per quanto riguarda il discorso delle richiesta di freddo e la conseguente potenza frigorifera necessaria in un certo istante) risulta giocoforza necessario impiegare negli impianti a tre tubi delle pompe di circolazione a portata variabile sui circuiti secondari dell’acqua calda e dell’acqua fredda. Solo in tale modo si riescono a garantire istante per istante le necessarie potenze agli utenti finali.
Quindi, indipendentemente dal regime di funzionamento dell’impianto, la quantità d’acqua calda e fredda in circolo deve poter variare con continuità in modo tale da garantire un buon funzionamento dell’impianto di condizionamento anche ai carichi parziali.
Per ottenere la regolazione della velocità della pompa dell’acqua del circuito secondario freddo ci si può avvalere di un pressostato differenziale PD in grado di confrontare la pressione dell’acqua fredda a monte del condizionatore autonomo e quella a valle dello stesso (vedi figura 1). A seconda delle variazioni di pressioni registrate dal pressostato la pompa di circolazione dell’acqua è in grado di garantire una portata di acqua più o meno grande all’interno del circuito secondario freddo. Per garantire un’adeguata portata di acqua refrigerata a tutti i condizionatori autonomi, anche a quelli che richiedono una potenza frigorifera maggiore, tale pressostato viene installato con una delle due prese di pressione sulla tubazione di ritorno di un’unità o gruppo di unità soggette a carichi termici maggiori. In tale modo si evita che, in tutti quei casi in cui si ha un funzionamento a carico parziale, si possa avere una differenza di pressione tra monte e valle della valvola miscelatrice troppo elevata, fatto che comporterebbe una sovrabbondante portata di acqua refrigerata attraverso il condizionatore, acqua che poi potrebbe andare a miscelarsi nella tubazione di ritorno con acqua calda, con notevoli sprechi dal punti di vista energetico.
Anche per la pompa del circuito secondario caldo valgono le stesse considerazioni fatte per il circuito dell’acqua refrigerata. Essa deve variare la sua portata in funzione delle richieste di caldo dell’utenza. Per ottenere ciò è necessario che la pompa venga comandata da un pressostato differenziale, in questo caso in grado di sentire la differenza di pressione tra la tubazione dell’acqua calda e quella del ritorno. Anche in questo caso, per evitare portate di acqua sovrabbondanti e conseguenti sprechi energetici, il pressostato va preferibilmente installato su unità che richiedono una maggiore potenza termica.
Uno degli elementi cardine per il buon funzionamento di un impianto a tre tubi è la valvola a tre vie che viene installata a monte del condizionatore locale. Tale valvola è di tipo modulante, ossia è in grado di variare con continuità la sua apertura in relazione alle indicazioni che provengono dal termostato ambiente. In tale modo è possibile regolare la portata di acqua che fluisce attraverso ad essa. Ricordiamo, però, che la portata è anche funzione del differenziale di pressione esistente tra monte e valle della valvola per cui particolare attenzione va posta nel fare in modo che tale differenziale non subisca variazioni eccessive rispetto al suo valore standard ottimale. In tal senso assume rilevanza l’esame delle caratteristiche delle pompe a portata variabile.
Come secondo elemento da valutare in tale tipo di valvole si ha la necessità di evitare assolutamente difetti di funzionamento delle valvole stesse, soprattutto in considerazione del fatto che esse sono l’elemento divisorio tra circuito dell’acqua calda ed il circuito dell’acqua refrigerata. Qualsiasi difetto di tenuta o problema di funzionamento può comportare la miscelazione inopportuna dell’acqua calda con quella refrigerata già a monte del condizionatore. In questo modo si ha una variazione della temperatura dell’acqua che alimenta il condizionatore, con diminuzione della potenza termica o frigorifera, diminuzione delle prestazioni del condizionatore, insoddisfazione dell’utenza e inutile spreco energetico.
