Circolatori indipendenti o comuni

Nella scelta di un gruppo di pompe di calore ad assorbimento a gas va valutato accuratamente se prevedere la presenza di circolatori indipendenti a bordo (uno per ogni unità presente sul gruppo, oppure due per ogni unità nel caso di refrigeratori con recupero di calore o unità condensate ad acqua) oppure se prevedere un unico circolatore comune esterno al gruppo, uno per ogni servizio disponibile (riscaldamento/condizionamento, eventuale recupero estivo di calore e acqua calda sanitaria). Questa tabella aiuta a districarsi un poco nel complesso mondo delle configurazioni per i circolatori.

Quale è lo scopo fondamentale nel prevedere unità dotate di circolatore indipendente?
L’idea di fondo è quella di assicurare la corretta portata d’acqua a ciascuna delle unità in funzione del carico applicato all’impianto (e quindi della potenza puntualmente fornita dal gruppo composto da più unità).
Quindi abbinate a pompe di calore modulanti è naturale trovare pompe di circolazione di tipo elettronico a loro volta in grado di modulare opportunamente la portata, come già avviene nei Sistemi E3. Questo permette in ogni condizione di carico di avere la portata d’acqua corretta per rispettare il salto termico impostato sulla regolazione, e quindi di avere il rispetto del setpoint impostato per la generazione di potenza (salvo eventuali fenomeni di miscelazione nel separatore idraulico, come abbiamo già visto nell'approfondimento tecnico "Bilanciamento portate").

Per le unità gestite in modalità on/off (e quindi abbinate a pompe di circolazione a portata costante) e quindi singole oppure abbinate al pannello di controllo DDC, è prevista una regolazione a gradini in grado di accendere e spegnere singoli moduli o gruppi di moduli in funzione della richiesta termofrigorifera. In questo caso l’installazione di pompe singole per ogni unità permette di far passare l’acqua esclusivamente nelle unità che risultano funzionanti in quel momento, con la conseguenza di rispettare in ogni situazione di carico la richiesta di setpoint impostata sul regolatore.

Se invece il circolatore fosse comune, esso sarebbe attivato non appena una delle unità entra in funzione, ma evidentemente sarebbe dimensionato per la portata di tutte le unità presenti, con la conseguenza che per una singola unità si avrebbe una portata d’acqua eccessiva (facilmente oltre i limiti accettabili per il funzionamento) e un salto termico estremamente basso, ben lontano quindi dal setpoint richiesto. Anche una pompa elettronica in questo caso sarebbe inutile in quanto le unità risultano in parallelo (e quindi la perdita di carico è pressoché identica per tutte le unità) e non esiste modo di impedire che il flusso d’acqua in ingresso circoli anche sulle unità spente, alterando di conseguenza il setpoint in modo molto significativo.

Il rischio reale è quello, con bassi carichi di impianto, di avere poche unità funzionanti che rischiano di oltrepassare i valori di temperatura consentiti (basso carico d’impianto, quindi basso salto termico, quindi temperatura di ritorno elevata), ma senza tuttavia fornire l’acqua alla temperatura di setpoint richiesta (che in realtà le unità in funzione stanno assolutamente rispettando, solo che non possono nulla contro la miscelazione con l’acqua a bassa temperatura che invece circola nelle unità spente).

Verrebbe da pensare che la scelta sia sempre automaticamente a favore delle unità con circolatori indipendenti, ma anche questo non è per forza sempre vero. Molto dipende infatti da come è realizzato l’impianto termofrigorifero a valle della generazione. Se l’impianto è stato progettato per funzionare a portata costante, senza alcuna forma di regolazione della stessa (cosa piuttosto frequente su impianti datati, specie in edifici pubblici), anche in presenza di circolatori indipendenti sul primario avremmo comunque consistenti problemi di miscelazione nel separatore idraulico che porterebbero a una consistente alterazione del setpoint. Il male minore, per realizzare un impianto comunque funzionante e prevedibile nelle sue dinamiche, in questo caso risulta proprio la scelta di un impianto di generazione con circolatore comune. In questo modo anche in presenza di un separatore idraulico la portata del primario sarà sempre identica a quella del secondario, permettendo di trasferire il fluido alla stessa temperatura di generazione, senza alterazioni di sorta.

Nel caso di un impianto progettato per funzionare a portata variabile invece l’adozione di un sistema di generazione con circolatori indipendenti permette di ottenere nella maggioranza dei casi una buona rispondenza tra potenza generata e fabbisogno sul secondario, permettendo di raggiungere anche setpoint di valore elevato senza per questo avvicinarsi alle temperature limite sul ritorno, in quanto la generazione di potenza sul primario e la conseguente portata sono mantenuti dal sistema di controllo il più allineati possibile con il carico e il salto termico sul secondario.

NOTE:
- Attenersi sempre alle normative locali o nazionali in vigore per lo specifico caso in esame.
- Nell’ottica del miglioramento continuo che da sempre guida la filosofia aziendale ogni contributo o suggerimento volto al miglioramento di questo documento è benvenuto e può essere indirizzato ai nostri specialisti.
- Tutte le parole che figurano sottolineate sono collegamenti ad altri contenuti, che non saranno quindi disponibili qualora il documento venga stampato.
- I presenti contenuti hanno carattere di indicazione tecnica. Non sono quindi da intendersi quali indicazioni esecutive e in nessun caso Robur S.p.A. potrà essere responsabile qualora queste indicazioni siano adottate senza il previo parere favorevole di un progettista abilitato, su cui ricade per legge la responsabilità delle scelte progettuali.

APPROFONDIMENTI

Tabella configurazione

Tabella nomenclatura unità in funzione della configurazione dei circolatori

(*) Links, di tipo a 2 o 4 o 6 tubi, costituiti da soli circuiti "caldo e/o freddo".
(**) La configurazione (sigla identificativa) è unica ed è riferita a tutti i circuiti "caldo e/o freddo": TUTTI i circuiti CON o TUTTI i circuiti SENZA (circolatori).

(*) Links, di tipo a 4 o 6 tubi, costituiti da uno ovvero due circuiti "caldo e/o freddo" + un circuito "recupero" o "rinnovabile".
(**) La configurazione (sigla identificativa) è doppia: la prima lettera è riferita al circuito (o entrambi i circuiti) "caldo e/o freddo"; la seconda, al circuito "recupero" o "rinnovabile".

La prevalenza residua agli attacchi macchina con circolatori standard è pari a 2m c.a., mentre con circolatori maggiorati è pari a 5m c.a.

Per i circolatori di tipo modulante standard o maggiorato, la prevalenza è da determinare in funzione delle perdite di carico sul circuito servito, secondo le curve messe a disposizione dal costruttore e i dati di perdita di carico delle unità disponibili sui manuali di progettazione.

Termostatazione limite

La temperatura massima raggiungibile dalle unità destinate alla produzione di acqua calda è evidenziata nella tabella sottostante:

La temperatura minima in ingresso alle unità destinate alla produzione di acqua calda, in condizioni di transitorio sono ammesse temperature inferiori. Considerando il salto termico standard pari a 10 °C si espongono anche i valori della temperatura minima di mandata.

Il setpoint richiesto può essere impostato o sulla temperatura di mandata o su quella di ritorno, e di queste è quella di ritorno che determina la condizione di termostatazione limite sulla macchina, e quindi l’impossibilità di proseguire il servizio di riscaldamento o di produzione dell’acqua calda sanitaria fino a quando la temperatura non scenda nuovamente sotto tale massimo.
È quindi particolarmente importante che l’impianto garantisca per quanto possibile che la temperatura di ritorno non superi il valore previsto, e che quindi sia in grado di garantire un sufficiente scambio termico rispetto al salto termico di 10°C con cui operano le unità.

NOTA BENE:
I sistemi previsti per le soluzioni E3 (unità E3-A, E3-GS e E3-WS nelle varie versioni disponibili), pur utilizzando le medesime unità rispetto alle soluzioni PRO (GAHP-A, GAHP-GS e GAHP-WS nelle varie versioni disponibili), sono in grado di raggiungere temperature massime fino a 70°C sia per le versioni HT che per quelle LT per la sola funzione di produzione acqua calda sanitaria e solo nel caso in cui vengano gestite dal sistema di controllo Comfort Control Panel fornito a corredo della soluzione.