20 · In corrispondenza della strozzatura di un tubo l’effetto Venturi produce un aumento della...

20

il percorso

◆ Elementi degli impianti diriscaldamento centralizzati

◆ Tipi e caratteristiche delle centralitermiche

◆ Il disegno degli impianti termici

◆ Evacuazione dei prodotti dellacombustione

◆ Gli impianti a combustibile liquido

◆ Gli impianti a vapore

◆ Gli impianti ad aria

◆ Elementi degli impianti diclimatizzazione centralizzati

Impianti di riscaldamento e di climatizzazione

LE IN

FR

ASTR

UTTU

RE IM

PIA

NTIS

TIC

HE

unità 20 Impianti di riscaldamento e di climatizzazione342

Gli impianti di riscaldamento centralizzati sono utilizzatiper il riscaldamento di più alloggi o di interi edifici. Sono co-stituiti da un generatore di calore (o caldaia) (vedi ),di potenza adeguata al fabbisogno termico dell’edificio, postoin un ambiente dotato di particolari requisiti, detto centraletermica o locale caldaia C.T. (vedi ). Il fluido termo-vettore può essere acqua, vapore o aria. Gli impianti ad acqua sono i più diffusi negli edifici multi-piano, residenziali o per uffici, mentre quelli a vapore (chepossono essere ad alta o a bassa pressione) sono usati ormaiquasi esclusivamente per riscaldamento industriale nei casi incui il fluido scaldante debba essere trasferito a grande distanzae quindi richieda elevate temperature in partenza. Gli impianti ad aria sono di uso frequente nel riscaldamentodi capannoni, officine o locali commerciali di piccole e mediedimensioni.Negli impianti ad acqua e a vapore una rete di tubazioni prov-

20.3.1

20.2.1

vede a trasferire il fluido termovettore dal generatore ai termi-nali di erogazione (per esempio i radiatori). In quelli ad aria ladistribuzione avviene per mezzo di una rete di canali di lamiera(vedi ).Negli impianti ad acqua la circolazione del fluido può essere na-turale o forzata (vedi ) impiegando una o più pompe(vedi ). Negli impianti a vapore, invece, il fluido si spo-sta verso l’alto per circolazione naturale senza l’ausilio di mezzimeccanici; le pompe vengono utilizzate per riportare il vaporecondensato (quindi allo stato liquido) in caldaia (vedi ).Negli impianti ad aria la circolazione dell’aria nei canali av-viene grazie a ventilatori.La figura 2 rappresenta la caldaia, con relativo bruciatore,le pompe e gli organi di regolazione e di comando che co-stituiscono il sistema di produzione del calore di un impiantodi riscaldamento ad acqua, del tipo a vaso chiuso (vedi

) che vengono installati all’interno della centrale termica.20.2.4

20.8

20.2.3

20.7.1

20.8

20.1 Impianti di riscaldamento centralizzati

1

3

2

5

67

8

5

9

17

15

10

14

11

12 13

1918

21

20

22

16

24

23

4

secondo l’utenza servita

autonomi (servono una sola unità abitativa)

localizzati (servono un solo locale)

centralizzati (servono più unità abitative)

a convezione (termoconvettori, ventilconvettori e aerotermi)

a irraggiamento (pannelli, termostrisce o tubi radianti)

a conduzione (radiatori)

ad acqua

ad aria

a vaporea bassa pressione

ad alta pressione

a circolazione naturale

a circolazione forzata tradizionale

a circolazione forzata con collettore

carbone gasoliolegna elettricità Solegas

secondo il fluido termovettore

secondo il principio di diffusione del calore

secondo la sorgentedi energia

CLASSIFICAZIONEDEGLI IMPIANTI

DI RISCALDAMENTO

Classificazionedegli impiantitermici.

Fig. 1

Componenti del sistema di produzione dicalore:1) generatore di calore con bruciatore; 2) pressostato (regolatore di pressione); 3) manometro con rubinettino flangiato; 4) termostato;5) termometro;6) pozzetto di prova della temperatura;7) gruppo di sfiato dell’aria;8) valvola di sicurezza a scarico convo-

gliato;9) vaso di espansione chiuso;

10) pompa di anticondensa;11) valvola miscelatrice a tre vie;12) pompa di mandata;13) dispositivo per la prova di portata;

Fig. 2 14) gruppo automatico di riempimento;15) flussostato;16) camino;17) collegamenti con cavi tra apparecchi

di regolazione e sicurezza;18) mandata ai terminali di erogazione;19) ritorno dell’impianto;20) centralina elettronica di regolazione;21) sonda di temperatura dell’acqua di

mandata;22) sonda esterna per rilievo tempera-

tura esterna;23) sonda temperatura dell’acqua;24) elettrovalvola di intercettazione del

combustibile.

343

20.2 Elementi principali di un impianto di riscaldamento20.2.1 La caldaia

LE INFRASTRUTTURE IMPIANTISTICHE

La caldaia è l’elemento dell’impianto nel quale il calore otte-nuto dalla combustione viene trasferito al fluido termovettore.A seconda del materiale di costruzione, la caldaia può esserea elementi di ghisa o di acciaio.Le caldaie di ghisa durano più a lungo perché resistono meglioalla corrosione. A causa del peso eccessivo vengono fornite aelementi separati e devono essere assemblate sul posto; ciò neconsente l’impiego anche in locali di difficile accesso dove sa-rebbe impossibile installare delle caldaie monoblocco [fig. 3].Le caldaie di acciaio sono invece formate da un grosso cilin-dro di lamiera immerso nell’acqua e attraversato dai fumi moltocaldi prodotti dalla combustione. Hanno un ottimo rendimentoe una buona tenuta alla pressione idrostatica; per questo mo-tivo sono consigliabili per il riscaldamento di edifici molto alti.Sono però soggette alla corrosione e richiedono una manuten-zione piuttosto attenta. Le caldaie di acciaio possono essere:

■ a tubi di fumo [fig. 4];

■ a tubi d’acqua;

■ monoblocco.

Caldaia pressurizzata e caldaia a condensazione

Nella caldaia pressurizzata [fig. 5] la combustione avviene apressione superiore a quella atmosferica. La sovrapressione opressurizzazione è ottenuta mediante particolari bruciatori cheesercitano una spinta tale da facilitare il movimento dei fuminel camino, migliorando il rendimento di combustione anchecon camini di sezione ridotta. L’alta velocità dei fumi riduceinoltre i depositi nei canali da fumo, con notevoli vantagginella manutenzione.La caldaia a condensazione è una caldaia ad alto rendimento,che ha la caratteristica di consentire il recupero del calore dicondensa dei fumi aumentando così ulteriormente il rendi-mento. È però soggetta a rapida usura se non è sottoposta a co-stante manutenzione.

mantellotubi

Schema di caldaia di ghisa.Fig. 3Spaccato di caldaia di acciaio a tubi di fumo. I prodotti della combustione attraversano i tubi immersi nell’acqua contenuta nel mantello.

Fig. 4

Rendimento delle caldaieIl rendimento è una caratteristica fondamentale di unacaldaia.Si chiamano ad alto rendimento le caldaie che, con variaccorgimenti, consentono un rendimento di produzionepari o superiore al 90% del rendimento teorico. La figura 5 rappresenta un tipo di caldaia ad alto rendi-mento con recuperatore di calore.

approfondimento

ritornodall’impianto

recuperatoredi calore

tubi di fumo tubolatori

mandata all’impiantocollegamento recuperatore-caldaia

Spaccato di caldaia ad alto rendimento con recuperatoredi calore. In questo tipo di caldaia l’alto rendimento è do-vuto al preriscaldamento dell’acqua di ritorno che passaattraverso uno scambiatore di calore fumi-acqua. Formanolo scam biatore di calore i cosiddetti tubolatori, serpentinedisposte all’interno dei tubi di fumo allo scopo di diminuirela velocità aumentando lo scambio termico.

Fig. 5


20.2.2 Il bruciatore

Il bruciatore è l’apparato che riceve il combustibile, lo mi-scela con l’aria e ne provoca l’accensione nella camera dicombustione, all’interno della caldaia.A seconda del sistema di alimentazione i bruciatori possonoessere:

■ bruciatori di combustibile liquido (a polverizzazione mec-canica);

■ bruciatori di gas (ad aria soffiata o atmosferici);

■ bruciatori misti.

I bruciatori sono dotati di un dispositivo di sicurezza costi-tuito da una fotocellula che, in caso di spegnimento acciden-tale della fiamma, attiva un’elettrovalvola che interrompe ilflusso di combustibile, evitando che la caldaia e la centraletermica si saturino di vapori infiammabili o di gas che potreb-bero causare una pericolosa esplosione.

Bruciatori di combustibile liquido

I bruciatori di combustibile liquido [fig. 6] sono compostiprincipalmente da:

■ motore elettrico per azionare il ventilatore e la pompa diaspirazione;

■ filtro per trattenere le impurità;

■ valvola di intercettazione automatica;

■ pompa, che invia il combustibile sotto pressione ai disposi-tivi di polverizzazione;

■ preriscaldatore (per i bruciatori a nafta);

■ ventilatore, che fornisce l’aria per la combustione;

■ ugello, che è l’organo nel quale si determina la polverizza-zione del combustibile;

■ elettrodi, che provocano la scintilla che determina l’accen-sione del combustibile.

Bruciatori di gas

A seconda del sistema di apporto di aria comburente nella mi-scela aria-gas, i bruciatori di gas possono essere:

■ bruciatori atmosferici, nei quali la quantità d’aria di combu-stione dipende dall’effetto Venturi, dal tiraggio del camino edalla resistenza in camera di combustione. Sono sempre col-locati all’interno del corpo caldaia e l’aria giunge nella ca-mera di combustione per effetto di semplici moti convettivi.

■ bruciatori ad aria soffiata, dotati di una ventola che aspiral’aria miscelandola con il gas e spingendola a pressione nellacamera di combustione.

I bruciatori atmosferici sono impiegati solo per basse potenze,ma ormai si sta diffondendo l’uso di quelli ad aria soffiata.

Contrariamente a quelli atmosferici, i bruciatori ad aria sof-fiata sono separati dal corpo caldaia e, a causa delle notevoliquantità di gas in gioco, richiedono dispositivi di sicurezzasupplementari. Sono apprezzati per tre motivi fondamentali:alto rendimento, possibilità di impiego su caldaie pressuriz-zate e affidabilità.

Bruciatori misti

I bruciatori misti possono essere alimentati indifferente-mente a gas o a gasolio. Sono particolarmente utili per soppe-rire a eventuali interruzioni di fornitura di combustibile inambienti nei quali non sono tollerate interruzioni del riscalda-mento (per esempio negli ospedali).Il loro schema di funzionamento è analogo a quello di un bru-ciatore a gas, integrato dai dispositivi di alimentazione del ga-solio: rubinetto, filtro, pompa, valvola solenoide principale,centralina di controllo della fiamma, dispositivo di comandodel sistema di prelavaggio della camera di combustione, fo-tocellula.

Bruciatore di combustibile liquido.Fig. 6

L’effetto VenturiSi chiama effetto Venturi il fenomeno per il quale all’aumentodella velocità di un fluido corrisponde una riduzione della pres-sione [fig. 7].

approfondimento

p1

A1

v1

p2

A2

v2

p2 < p1

v1 < v2

In corrispondenza della strozzatura di un tubo l’effetto Venturi produce unaumento della velocità del fluido e una diminuzione della sua pressione.

Fig. 7

architettura sostenibile

Bruciatori a biomassa legnosa

Costituiscono un nuovo tipo di bruciatori ecologici che utilizzanola biomassa legnosa (pellets) al posto dei combustibili tradizionali.Sono però adatti solo per potenzialità poco elevate (60 kW).

345

20.2.3 Pompe e valvole di miscelazione


Le valvole di miscelazione

Le valvole di miscelazione hanno il compito di miscelare l’ac-qua che esce dalla caldaia alla temperatura di circa 80 °C conquella di ritorno dall’impianto, a circa 70 °C, in modo da man-tenere costante la temperatura dell’acqua nella caldaia, indi-pendentemente dalla temperatura dell’acqua richiestadall’impianto, evitando così l’usura del bruciatore e l’even-tuale formazione di condensa all’interno della caldaia. Pos-sono essere a quattro vie [fig. 10] e a tre vie [fig. 11].L’organo di regolazione della valvola miscelatrice a quat-tro vie è costituito da un settore che, ruotando, varia la super-ficie libera per il passaggio del fluido.Nella figura 10a la sonda esterna registra una temperatura ele-vata, per cui non è necessario apporto di calore, quindi l’ac-qua proveniente dalla caldaia rientra immediatamente nellacaldaia stessa senza disperdere calore e quella di ritorno dal-l’impianto ritorna in circolo senza ri-cavare apporto di calore.Nel caso b la sonda esterna richiedeun modesto apporto di calore, quindil’acqua calda in uscita dalla caldaiasi miscela con una parte dell’acquadi ritorno dall’impianto aumentan-done la temperatura e viene inviataall’impianto.Nel caso c la sonda esterna rilevauna temperatura bassa e quindi tuttal’acqua in uscita dalla caldaia vieneinviata all’impianto e tutta quella diritorno dall’impianto viene inviata incaldaia per essere riscaldata.Analogamente, nella valvola a trevie della figura 11 il settore, ruotandoattorno al proprio asse, consente lacorretta miscelazione dell’acqua dicaldaia con quella di ritorno.

Le pompe

Le pompe [figg. 8 e 9] sono gli organi che negli impianti a cir-colazione forzata agevolano il flusso dell’acqua nelle tubazionie l’alimentazione di apparecchi scaldanti posti in posizioni sfa-vorevoli, vincendo le resistenze che si oppongono al moto del-l’acqua nel circuito.

Serie di pompe di tipo gemellare a servizio di un grosso impianto di riscalda-mento. Le pompe spesso vengono accoppiate in modo da garantire la conti-nuità del funzionamento in caso di avaria di una di esse.

Fig. 8

Schema di funzionamento di valvola mi-scelatrice a quattro vie.

Fig. 10

Portata e prevalenza delle pompeIl compito delle pompe per impianti di riscaldamento è analogo aquello delle pompe per autoclave. La portata (in m3/s o litri/s) di-pende dalla potenza dell’impianto e dalla differenza tra le tempe-rature di mandata e di ritorno alla caldaia (in genere 10-15 °C).Con l’adozione delle valvole termostatiche si sono affermate lepompe a portata variabile dotate di un inverter che adegua laportata alla richiesta dell’impianto, pur mantenendo costante laprevalenza che, a differenza delle pompe per autoclave, dipendesolo dalle perdite di carico e non dall’altezza alla quale bisogna spin-gere il fluido, perché questa è bilanciata dal peso della colonna del-l’acqua nell’impianto (principio dei vasi comunicanti).

approfondimento

alla caldaia

dalla

cald

aia

all’impianto

dall’

imp

ianto

alla caldaia

dalla

cald

aia

all’impianto

dall’

imp

ianto

alla caldaia

dalla

cald

aia

all’impianto

dall’

imp

ianto

a

b

c

all’impianto

dall’

imp

ianto

dalla caldaia

Schema di fun-zionamento divalvola misce-latrice a tre vie.

Fig. 11

Pompe centrifugheNegli impianti di riscaldamento si impie-gano pompe centrifughe costituite es-senzialmente da una ruota (girante)munita di pale fisse e da un collettoreper convogliare il liquido in uscita solle-vandolo a una quota maggiore di quellainiziale.

approfondimento

Schema di pompa perimpianto di riscaldamento:

1) corpo pompa; 2) gi rante; 3) coperchio; 4) lanterna;

5-6) tenuta meccanica; 7) boccola; 8) centrifugatore; 9) motore;

10) chiavetta; 11) guarnizione; 12) dado bloccaggio

girante;13) rondella; 14) anello di usura.

Fig. 9


Il vaso di espansione è un elemento indispensabile negli im-pianti di riscaldamento ad acqua, che ha la funzione di com-pensare le variazioni di volume dell’acqua dovute all’aumentodi temperatura.Può essere di due tipi: aperto o chiuso. Negli impianti a cir-colazione naturale il vaso di espansione è sempre del tipoaperto, mentre in quelli a circolazione forzata può essereanche di tipo chiuso.Il dimensionamento dei vasi di espansione viene condottoin funzione del contenuto di acqua, ricorrendo ad appositeformule.

Vaso di espansione aperto

Il vaso di espansione di tipo aperto è costituito da un serba-toio, di solito a forma parallelepipeda, realizzato in lamierazincata o fibrocemento, la cui parte superiore è aperta e pro-tetta solo da un coperchio. È installato sul punto più alto del-l’impianto e collegato a esso mediante due tubi [fig. 12], unodei quali, detto tubo di sicurezza, è dimensionato in funzionedella potenza della caldaia e della distanza tra questa e il vasostesso. La funzione del tubo di sicurezza è quella di scaricare nel vasol’acqua in eccesso dovuta all’incremento di volume prodottodall’aumento di temperatura. L’altro tubo serve invece perreintegrare con altra acqua prelevata dall’impianto idraulicoquella che viene a mancare per effetto dell’evaporazione odelle perdite nel circuito.

Vaso di espansione chiuso

Il vaso di espansione chiuso è costituito da un serbatoio a te-nuta, che di solito viene collocato nel locale caldaia [fig. 13]. Ilserbatoio contiene un gas sotto pressione (generalmente aria)che contrasta la pressione idrostatica prodotta dal carico del-l’acqua nell’impianto e l’aumento di pressione causato dal-l’aumento di temperatura.

20.2.4 Vaso di espansione

gas acqua calda

8

9

1

2

6

4

3

4

5

3

1

2

7

5

Schema di funzionamento del vaso di espansione chiuso del tipo a separa-zione con diaframma. Le figure illustrano la progressiva contrazione del gasal crescere della temperatura dell’acqua.

Fig. 14

Schema di impianto di riscaldamento con vaso di espansione chiuso: 1) gene-ratore di calore; 2) valvola di sicurezza; 3) vaso chiuso; 4) mandata; 5) ritorno.

Fig. 13

Schema di impianto di riscaldamento con vaso di espansione aperto: 1) ge-neratore di calore; 2) tubo di sicurezza; 3) tubo di sfiato; 4) tubo di troppopieno; 5) carico dall’acquedotto; 6) tubo di carico; 7) volume utile di espan-sione; 8) mandata; 9) ritorno.

Fig. 12

Il vaso di espansione chiuso può essere di due tipi: a separa-zione con diaframma o autopressurizzato [fig. 14].

Il sistema a vaso chiuso presenta diversi vantaggi: prima ditutto, l’assenza di evaporazione (poiché negli impianti che im-piegano il vaso chiuso il circuito di riscaldamento è comple-tamente sigillato) che evita la necessità di introdurre altraacqua proveniente dall’acquedotto, che contribuisce alla cor-rosione delle tubazioni e costituisce fonte di dispersione dicalore.Altri vantaggi sono:

■ maggior rendimento di combustione;

■ possibilità di ridurre il diametro delle tubazioni;

■ eliminazione, in edifici a tetto piano, della difficoltà di po-sizionare il vaso aperto.

Il sistema a vaso chiuso presenta però l’inconveniente di com-portare la presenza nella centrale termica di un serbatoio apressione caricato anche a 4 ÷ 5 bar, che richiede una certacautela. Per questa ragione, l’uso del vaso chiuso è sconsi-gliato negli impianti di riscaldamento di edifici di altezza su-periore a 40 ÷ 45 m, che richiederebbero pressioni diprecarica superiori a 5 bar.

347

Dispositivi di regolazione automatici

I moderni impianti di riscaldamento non richiedono alcunaregolazione manuale perché sono dotati di dispositivi che neregolano automaticamente il funzionamento, con grandi van-taggi sia ai fini dell’economia di gestione sia per la comoditàdella conduzione e il raggiungimento delle condizioni di be-nessere.

In particolare, la regolazione automatica garantisce:

■ l’avviamento e lo spegnimento automatico dell’impianto se-condo orari prefissati, con un numero illimitato di interru-zioni del funzionamento durante il giorno;

■ il costante adeguamento delle prestazioni dell’impianto diriscaldamento al mutare delle condizioni e delle necessità;

■ il rispetto dei parametri imposti dalle leggi in materia di ri-sparmio energetico;

■ la costante sicurezza dell’impianto;

■ la regolazione delle temperature dei fluidi scaldanti.

Apparecchi di sicurezza dell’impianto

Tutti gli impianti ad acqua calda di potenza superiore a 35 kWdevono essere provvisti dei seguenti apparecchi per la rego-lazione e il controllo della temperatura e della pressione:

■ un manometro per rilevare la pressione nella caldaia;

■ un termometro per rilevare la temperatura dell’acqua al-l’uscita dalla caldaia;

■ almeno un collegamento all’impianto idraulico, dimensio-nato in modo da assicurare l’alimentazione con nuova acquain caso di perdite o di evaporazione;

■ una valvola di sicurezza che consenta di trasferire all’esternodel generatore l’eventuale eccesso di calore; questo disposi-tivo di sicurezza è necessario soltanto negli impianti di riscal-damento a circolazione forzata;

■ un vaso di espansione aperto o chiuso, collegato con il ge-neratore;

■ almeno una valvola di intercettazione automatica dell’af-flusso del combustibile che interrompa l’alimentazionedella caldaia nei seguenti casi:– arresto della circolazione del liquido negli impianti a cir-

colazione forzata;– raggiungimento della temperatura massima all’uscita dal

generatore;– abbassamento del livello del vaso di espansione al di sotto

del valore minimo.

Apparecchi di sicurezza della caldaia

Il generatore di calore deve essere dotato delle seguenti appa-recchiature di sicurezza:■ termostati di regolazione (o limitatori di temperatura), che

interrompono la combustione quando la temperatura superai valori prefissati e la riattivano quando la temperatura è ritor-nata nei valori ordinari;

■ termostati a riarmo manuale (o limitatori di sicurezza),che intervengono in caso di mancato funzionamento dei ter-mostati di regolazione.

■ flussostati (o limitatori di flusso), che spengono i brucia-tori se non vi è circolazione nell’impianto;

■ valvole di sicurezza, che intervengono se la pressione su-pera il limite prefissato;

■ valvole di scarico termico, che intervengono se la tempe-ratura del fluido supera il limite prefissato.

A differenza dei termostati di regolazione, quelli a riarmo ma-nuale non riattivano automaticamente la combustione quandola temperatura è tornata ai livelli ordinari ma richiedono l’in-tervento manuale di un operatore, che può così rendersi contodel motivo che ha prodotto l’interruzione della combustione.

20.2.5 Dispositivi di regolazione e sicurezza


Il funzionamento del sistema di regolazione automaticaIl principio teorico sul quale si basa la regolazione automatica è quello di confron-tare la grandezza fisica da regolare con un’altra grandezza di riferimento [fig. 15].Negli impianti termici la regolazione è comandata da una sonda posta all’esternoin posizione climaticamente sfavorevole che dà un impulso a una centralina di con-trollo, la quale a sua volta comanda una valvola di miscelazione motorizzata,variando le condizioni operative dell’impianto in funzione della temperatura esterna.La regolazione può avvenire per mezzo di apparecchiature di tipo elettrico, elet-tronico o pneumatico.

approfondimento

Schema dei dispositivi di regolazione automatica dell’impianto termico.Lo schema rappresenta la situazione in cui la sonda esterna non dà il consenso all’immis-sione nell’impianto dell’acqua calda, che ritorna dunque nella caldaia seguendo il per-corso indicato dalla freccia: 1) sonda termica esterna; 2) centralina di controllo; 3) sondatermica sul tubo di mandata; 4) pompa di circolazione; 5) motore che aziona la valvola dimiscelazione; 6) valvola di miscelazione a tre vie; 7) pompa anticondensa; 8) sonda ter-mica sul tubo di ritorno; 9) caldaia; 10) terminale di erogazione.

Fig. 15

9 8 76 4

5 3

2

1 10


La centrale termica o locale caldaia (C.T.) è l’ambiente checontiene il generatore di calore con relativo bruciatore, lepompe e gli altri organi di regolazione e comando.

Ubicazione della centrale termica

La collocazione più razionale della centrale termica è quellabaricentrica rispetto alla rete di distribuzione del calore, inmodo da ridurre le dispersioni termiche e distribuire unifor-memente le perdite di carico (resistenze). Negli impianti a circolazione naturale (vedi ) essa deveessere sempre collocata nel punto più basso della rete di distri-buzione, negli interrati o nei piani più bassi dell’edificio, perfavorire il movimento convettivo dell’acqua. In quelli a circo-lazione forzata, nei quali il movimento dell’acqua all’internodella rete di distribuzione è prodotto dall’azione di pompe,viene meno la necessità di collocarla in basso e, anzi, nel casodi centrali termiche alimentate a gas, è preferibile, per ragionidi sicurezza, sistemarla nella parte più alta degli edifici, peresempio sui terrazzi (vedi ). Questo non vale però per lecentrali termiche alimentate da combustibili liquidi (gasolio)che, per ovvie ragioni, devono essere collocate in prossimitàdei serbatoi (vedi ).

Aerazione della centrale termica

La buona aerazione del locale caldaia è essenziale non soloper garantire l’evacuazione di eventuali gas fuoriuscenti dal-l’impianto, ma anche per consentire il corretto funzionamentodel processo di combustione che avviene all’interno del gene-ratore di calore. Per questa ragione le norme prescrivono chela centrale termica sia sempre aerata direttamente dall’esterno.In particolare, le norme prescrivono che le aperture di aera-zione abbiano le seguenti caratteristiche:■ se il locale è posto sotto una sporgenza (per esempio sotto un

balcone o una terrazza) il rapporto tra l’altezza h e la spor-genza s deve essere h/s > 2 [fig. 16].

■ se il locale si affaccia su un cortile chiuso, questo deve avereuna larghezza minima di 3,50 m e il valore della superficie,espresso in m2, non deve essere inferiore a 3 volte l’altezza Hdel muro dell’edificio più basso che delimita il cortile [fig. 16].

20.3.3

20.3.2

20.7.1

■ se la centrale termica è seminterrata, il soffitto deve risultarea quota superiore a 60 cm rispetto al piano di calpestìoesterno, in modo da potervi aprire una finestra di altezza noninferiore a 50 cm [fig. 17];

■ se la centrale termica è a quota inferiore al piano di campa-gna, l’aerazione si ottiene mediante un’apertura creata suun’intercapedine di larghezza superiore a 60 cm e profon-dità pari a 1 m misurato dall’intradosso della soletta dellacentrale termica [fig. 18].

20.3 La centrale termica20.3.1 Ubicazione e aerazione

h

s

H

≥ 3,50 m

edificio sovrastante

piano di calpestìoesterno

≥ 60 cm

centrale termica

centrale termica

finestragrigliata

≥50

cm

≥ 6

0 c

m

≥10

0cm

≥50c

m

Centrale termica collocata sotto una sporgenza e prospiciente un cortile chiuso.Fig. 16

Centrale termica a quota in-feriore al piano di campagna.

Fig. 18

Centrale termica seminterrata.

Fig. 17

Segnaletica di sicurezza nel locale caldaiaLa centrale termica è soggetta alle norme di sicurezza riguardantii luoghi di lavoro e deve dunque contenere la segnaletica pre-scritta. I segnali di sicurezza possono essere di pericolo, di divietoe di informazione. Nella figura 19 sono illustrati alcuni dei se-gnali utilizzati nelle centrali termiche.

approfondimento

Alcuni segnali di pericolo, di divieto e di informazione da impiegare neilocali caldaia.

Fig. 19

349

Le centrali termiche alimentate a gas devono avere i se-guenti requisiti.

■ L’accesso al locale caldaia può avvenire da:– spazio scoperto;– strada;– porticati;– intercapedine di larghezza non inferiore a 90 cm;– disimpegno avente le seguenti caratteristiche costruttive:

• impianti di potenzialità inferiore a 116 kW: resistenza alfuoco REI 30´ e porte REI 30´;

• impianti di potenzialità superiore a 116 kW: resistenzaal fuoco REI 60´ e porte REI 60´ e superficie del localenon inferiore a 2 m2.

■ Tutte le porte di accesso al locale caldaia devono aprirsiverso l’esodo ed essere dotate di dispositivo di chiusura au-tomatica.

■ Gli apparecchi a gas con densità superiore a 0,8 (GPL:vedi ) devono essere sempre ubicati fuori terra.

■ Gli apparecchi a gas con densità inferiore a 0,8 (metano)possono essere a una quota che non deve essere inferiore a 5 m rispetto al piano di riferimento.

■ Le centrali termiche a gas non possono essere ubicate sottoscuole, edifici adibiti a pubblico spettacolo, come cinema oteatri, né sotto autorimesse e, negli edifici di altezza supe-riore a 30 m, non possono essere ubicate nel volume dell’e-dificio, ma possono essere collocate sopra la copertura oin un vano sottotetto.

■ Almeno un tratto di parete del locale caldaia di lunghezzanon inferiore al 15% del perimetro deve essere confinantecon spazio aperto o strada. Se il locale caldaia è interrato, iltratto di parete deve essere confinante con un’intercapedinelarga almeno 60 cm.

■ Le pareti e le strutture portanti devono avere una resistenzaal fuoco non inferiore a REI 120'. Se la caldaia ha potenzia-lità inferiore a 116 kW, è ammessa una resistenza al fuocoREI 60´.

■ Le altezze del locale caldaia e del disimpegno variano aseconda della potenza termica complessiva nel modo se-guente: – per potenza termica non superiore a 116 kW, altezza non

inferiore a 2 m;– per potenza termica compresa tra 116 e 350 kW, altezza

non inferiore a 2,30 m;– per potenza termica compresa tra 350 e 580 kW, altezza

non inferiore a 2,60 m;– per potenza termica superiore a 580 kW, altezza non infe-

riore a 2,90 m.

■ Tra la caldaia e le pareti del locale deve esserci uno spaziotale da consentire un agevole passaggio (non inferiore a 60 cm) [fig. 20].

20.6.2

20.3.2 La centrale termica a gas


Pianta di unacentrale ter-mica a gas.

Fig. 20

Aerazione della centrale termica negli impianti a gas metano a) e a GPL b).Fig. 21

b

a

Superfici di aerazione

Il locale caldaia e il disimpegno devono essere dotati di unao più aperture permanenti di aerazione realizzate su paretiesterne o su intercapedini [fig. 21]. È consentita la protezionedelle aperture con grigliati metallici, reti o alette antipioggia,a condizione che non venga ridotta la superficie di aerazione,che nel locale di disimpegno deve essere di almeno 0,5 m2;nel locale caldaia la relazione tra la superficie di aerazione Se la potenza termica Q in kW deve essere:■ in locale fuori terra: S > Q � 10;■ in locale seminterrato o interrato: S > Q � 15.

La superficie non deve essere in ogni caso inferiore a 3000 cm2

nelle centrali a metano, mentre in quelle a GPL non deve es-sere inferiore a 5000 cm2 e deve essere suddivisa in modo che

almeno i siano a filo pavimento, con un’altezza minima di

0,2 m. La superficie di aerazione superiore non deve avere altezza in-feriore a 50 cm, sia negli impianti a metano sia in quelli a GPL.

23


Le centrali termiche a gasolio devono avere le seguenti ca-ratteristiche.

■ Altezza rapportata alla potenza termica con i seguentivalori:– per potenza termica non superiore a 116 kW, altezza non

inferiore a 2 m;– per potenza termica compresa tra 116 e 350 kW, altezza

non inferiore a 2,30 m;– per potenza termica superiore a 350 kW, altezza non infe-

riore a 2,50 m.

■ Se la generatrice superiore del serbatoio è a quota maggioredi quella del bruciatore, la soglia di accesso al locale deveessere rialzata di 20 cm dal pavimento e, fino a tale altezza,il pavimento e le zoccolature devono essere impermeabili alliquido [fig. 22].

■ Le strutture del locale devono avere resistenza e reazione alfuoco analoghe a quelle delle centrali a gas.

■ Il locale deve avere una parete attestata verso spazi a cielo li-bero (strada, cortile, giardino) oppure su un’intercapedine gri-gliata superiormente e l’accesso alla C.T. deve avveniredirettamente dall’esterno o da disimpegni aerati aventi lestesse caratteristiche strutturali e di aerazione delle centralitermiche [fig. 23].

■ Le distanze del generatore dalle pareti o da altri apparecchidevono permettere la manutenzione e l’accessibilità agli or-gani di regolazione, controllo e manutenzione.

■ Per centrali termiche a gasolio ubicate all’interno del volumedi fabbricati destinati, anche parzialmente, a pubblico spetta-colo, caserme, scuole, ospedali, alberghi, edifici con altezzaai fini antincendio superiore a 24 m, l’accesso deve avveniredirettamente dall’esterno o da intercapedine larga 0,90 m.

Superfici di aerazione

Il locale caldaia e il disimpegno devono essere dotati di unao più aperture permanenti di aerazione realizzate su paretiesterne o su intercapedini. È consentita la protezione delle aperture con grigliati metal-lici, reti o alette antipioggia, a condizione che non venga ri-dotta la superficie di aerazione che nel locale di disimpegnodeve essere di almeno 0,5 m2, mentre nel locale caldaia la re-lazione tra la superficie di aerazione S e la potenza termicaQ in kW deve essere:

■ nel locale fuori terra: S > Q � 6;

■ nel locale seminterrato o interrato fino a –5 m: S > Q � 9;

■ nel locale seminterrato o interrato, a quota inferiore di –5 m:S > Q � 12 con un minimo di 3000 cm2.

20.3.3 La centrale termica a gasolio

zonaimpermealizzata

generatricesuperioredel serbatoio

soglia rialzatabasamentoin cls

20

cm

piano di campagnascala

caldaia

corridoio cantine

centrale termica

disimpegnoaerato

REI 120´

cielo libero

Dimensioni e caratteristiche di una centrale termica a gasolio con serbatoioa gasolio a quota superiore di quella del bruciatore. Si notino la soglia rial-zata di 20 cm e la zona di impermeabilizzazione (pavimento e zoccolatura).

Fig. 22

Disimpegno aerato di ac ces so alla centrale termica. Notare i muri di compar-timentazione e le porte di tipo REI 120’.

Fig. 23

Impianto elettrico del locale caldaiaL’impianto elettrico della centrale termica deve garantire lamassima sicurezza contro i cortocircuiti e il pericolo di esplosione.I cavi devono essere di tipo autoestinguente, opportunamente di-mensionati, posti all’interno di tubazioni di PVC pesante o, me-glio, in tubi di acciaio zincato con giunzioni filettate (impiantostagno).Tutte le apparecchiature devono essere protette dai cortocircuitie dalle sovracorrenti.Deve essere possibile interrompere l’alimentazione elettrica attra-verso un interruttore generale posto all’esterno della centrale,in un’apposita custodia.I quadri elettrici, corredati di spie e interruttori per ciascunafunzione, devono essere alloggiati possibilmente nell’antilocale.Il grado minimo di protezione degli involucri dell’impiantoelettrico deve essere:

■ IP 44 per gli impianti a gasolio;

■ IP 54 per gli impianti a gas.

È buona regola che l’impianto elettrico del locale caldaia sia di tipostagno. Se l’impianto non è stagno, devono essere rispettati i se-guenti vincoli:

■ nelle centrali a gasolio l’impianto elettrico deve essere collo-cato a un’altezza superiore a 50 cm dal pavimento;

■ nelle centrali a metano l’impianto elettrico deve essere collo-cato a una quota inferiore a 50 cm dal soffitto;

■ nelle centrali a GPL l’impianto elettrico deve essere collocatoa quota compresa tra 50 cm sopra il pavimento e 50 cm sottoil soffitto.

approfondimento

Tabella 2 ■ Spessori e colori delle tubazioni previsti dalla normativa

0,5 Mandata Rosso vermiglio Andata acqua riscaldamento

0,5 Ritorno Blu cobalto Ritorno acqua riscaldamento

0,2 Acqua fredda Arancio Vapore bassa pressione

0,2 Acqua calda Verde chiaro Condensa

0,1 Acqua di ricircolo Rosso carminio Andata acqua calda idrosanitario

0,3 Gasolio Violetto Ritorno acqua calda idrosanitario

Azzurro Acqua fredda

Giallo Gas

351

I disegni degli impianti termici (vedi ) devono rispet-tare la simbologia grafica riportata in parte nella tabella 1.

20.7.1 La tabella 2 riporta invece gli spessori e i colori con i qualivanno distinte le varie tubazioni sia sul progetto sia sull’im-pianto realizzato.


Tabella 1 ■ •Simbologia grafica per la redazione del progetto degli impianti termici

Valvola a sfera Contatore di calore

Valvola di ritegno Contatore volumetrico

Valvola a tre vie - completadi servomotore elettrico modulante Giunto antivibrate per gas metano

Valvola di sicurezza Elettrovalvola di intercettazione metano

Valvola deviatrice di commutazione estate/inverno

Termostato di consenso invernale tipo a immersione

Termometro a quadrante a immersione Termostato di sicurezza a riarmo manuale

Pozzetto termometrico Termostato di regolazione

Manometro a quadrante completo di rubinetto d’intercettazione

Pressostato di sicurezza a riarmo manuale

Gruppo automatico di riempimento Giunto antivibrante elastico

Sfiato aria automaticocompleto di rubinetto d’intercettazione Numerazione dei locali con indicazione della

temperaturaSonda di temperatura acqua

Sonda di temperatura esterna Corpi scaldanti

Regolatore elettronicoCollegamento dei corpi scaldantialle colonne montanti

Pompa singola

Vaso di espansione chiusoFlussostato di consenso

Tronchetto flangiato per misura di portata

Simbolo Denominazione Simbolo Denominazione

8

11

20°

12

51.5

Spessori Denominazione Colori Denominazione

20.4 Il disegno degli impianti termici


Il camino è il condotto attraverso il quale avviene l’evacua-zione dei prodotti della combustione [fig. 24]. È sostanzial-mente costituito da tre elementi:

■ canale da fumo: è il tratto che raccorda la caldaia alla cannafumaria;

20.5 Evacuazione dei prodotti della combustione20.5.1 Il camino

foro di ventilazione della controcanna

canna interna di refrattario

coibente

controcannaesterna

coibentazione

camera di calma (o di raccolta)

canale da fumo

sportello con termometro per prelievo dei fumi

comignolo aspirante statico

caldaia

Camera di calma Alla base della canna fumaria degli impianti a combustibile liquidoo solido, deve essere predisposta una camera di calma (o ca-mera di raccolta) [fig. 24], provvista di sportello di ispezione perla pulizia, nella quale si raccolgono le particelle solide più pesantidei prodotti della combustione. Le dimensioni della camera di calma devono essere:

■ sezione pari a 1,5 volte la sezione della canna fumaria;

■ altezza pari a dell’altezza della canna fumaria per com-

bustibili liquidi e per combustibili solidi. L’altezza della ca-

mera non potrà comunque essere inferiore a 0,5 m.

I camini degli impianti a gas, la cui combustione non produceparticelle solide, non necessitano di camera di calma, ma devonoessere dotati di uno sportello antiscoppio.

1

20

1

30

approfondimento

Sezione di camino per impianto a combustibile liquido o solido.Fig. 24

Norme che regolano le caratteristiche dei camini I camini per gli impianti a gas (metano, gpl ecc.) devono rispondereai criteri previsti dalla norma UNI-GIG 7129/2001, mentre quellidegli impianti a gasolio al D.P.R. 1391/70.Devono essere costruiti con materiali impermeabili ai gas e resi-stenti ai fumi e al calore e il loro dimensionamento deve avveniresecondo i criteri stabiliti dalle stesse norme, tenendo conto della po-tenza termica dell’impianto e del tipo di combustibile impiegato.

approfondimento

■ canna fumaria (detta anche semplicemente, ma impropria-mente, camino), che trasferisce all’esterno i prodotti dellacombustione; al piede della canna fumaria deve essere instal-lato un termometro per il controllo della temperatura dei fumie un vano ispezionabile detto camera di calma;

■ comignolo: è l’elemento posto a coronamento della cannafumaria, che ha la funzione di facilitare la dispersione deiprodotti della combustione nell’atmosfera; termina con unabocca la cui altezza (quota di sbocco) è stabilita dalle norme.

353

I canali da fumo dei generatori di calore a gas

I canali da fumo degli apparecchi a gas devono raccordarsi allacanna fumaria nello stesso locale dove è installato l’apparecchioo, tutt’al più, nel locale contiguo e devono rispondere ai seguentirequisiti:

■ resistere nel tempo alle sollecitazioni meccaniche, al calore,all’azione dei prodotti della combustione e delle loro con-dense;

■ in ogni loro punto la temperatura dei fumi deve essere su-periore alla temperatura di rugiada•;

■ i collegamenti devono essere a tenuta, in vista e facilmenteispezionabili;

■ la sezione non deve essere inferiore a quella dell’attacco del-l’apparecchio senza dispositivi di intercettazione;

■ il tratto terminale di imbocco deve essere perpendicolare allaparete interna opposta del camino, al quale deve essere salda-mente fissato senza sporgere all’interno;

■ il canale deve distare almeno 50 cm da materiali infiamma-bili, ovvero essere protetto dal calore;

■ nel caso di apparecchi con scarico verticale [fig. 25a] il ca-nale deve avere un tratto verticale lungo non meno di duediametri, seguito da percorso ascensionale con pendenza mi-nima del 3% e non più di tre cambiamenti di direzione, com-preso il raccordo di imbocco al camino, di angolo maggioredi 90°. La parte ad andamento sub-orizzontale non deve su-

perare dell’altezza efficace H della canna fumaria e co-

munque mai i 2,5 m, salvo verifiche di calcolo;

■ nel caso di apparecchi con scarico posteriore o laterale[fig. 25b] il canale deve avere il tratto sub-orizzontale non su-

periore a dell’altezza H e comunque mai inferiore a 1,5m,

con non più di 2 cambiamenti di direzione, compreso il rac-cordo di imbocco e salvo verifica di calcolo.

14

14

I canali da fumo dei generatori di calore a combustibili liquidi

Il canale da fumo dei generatori di calore a combustibili li-quidi deve avere sezione pari o superiore al massimo del 30%a quella della canna fumaria ed è normalmente costruito in la-miera d’acciaio e coibentato in modo che sulla superficieesterna la temperatura non superi i 50 °C.La pendenza non può essere inferiore al 5% e l’angolo di rac-cordo con la canna non deve essere superiore a 45°.

• La temperatura di rugiada dell’aria è la temperatura al di sotto della quale qual-siasi superficie a contatto dell’aria risulta bagnata. Essa dipende dall’umidità rela-tiva dell’aria.

20.5.2 I canali da fumo


1500 mm

pendenza ≥ 3%

b

≤ 2500 mm

≥2Ø

Ø

Classificazione degli apparecchi a gas secondo il cri-terio di evacuazione dei prodotti della combustioneRicordiamo che, a seconda del criterio di evacuazione dei fumi,gli apparecchi a gas vengono distinti in:■ tipo B: quelli che prelevano l’aria della combustione dall’am-

biente e scaricano i fumi sul tetto, attraverso un condotto dievacuazione;

■ tipo C: quelli nei quali il circuito di combustione (presa d’ariacomburente e scarico dei fumi) è stagno rispetto all’ambientedel locale riscaldato.

Agli impianti a gas di tipo A (cioè quelli che non richiedono losmaltimento dei fumi verso l’esterno) appartengono invece al-cuni sistemi di riscaldamento localizzati (per esempio stufe a gascon potenzialità inferiore a 3,5 kW).

approfondimento

Canale da fumo comune a due apparecchi a gasIl canale da fumo può ricevere lo scarico di due apparecchi solose essi sono installati nello stesso locale e hanno potenza termicadiversa al massimo del 30% e se la parte del canale da fumo co-mune ai due apparecchi supera determinate dimensioni. Non è invece mai consentito convogliare nello stesso canale dafumo i prodotti della combustione di più di due apparecchi a gas,di apparecchi a gas e altri funzionanti con combustibili diversi odi apparecchi a gas e canali provenienti da apparecchi di cottura.

approfondimento

Esempi di collegamento a canne fumarie: a) per apparecchi con tubo di scarico verticale; b) per apparecchi con tubi di scarico posteriore o laterale.Fig. 25

a

pendenza ≥ 3%


La canna fumaria è il condotto verticale attraverso il quale iprodotti della combustione vengono trasferiti al comignolo. La canna fumaria della centrale termica deve essere dimensio-nata tenendo conto della potenza termica dell’impianto e deltipo di combustibile impiegato e deve essere costruita con ma-teriali impermeabili ai gas e resistenti ai fumi e al calore. Inoltre deve essere circondata da una controcanna coibentata[fig. 26] tale da formare un’intercapedine aperta alla sommità.Lungo la canna il gradiente di temperatura per metro nondeve essere superiore a 1 °C. Per misurare la temperatura deifumi e la loro composizione (tenore di zolfo e di CO2, opacitàe anche CO nel caso di bruciatori di gas) negli impianti finoa 580 kW (500 000 kcal/h) si praticano alla base del caminoo sul canale da fumo dei fori di 80 e 50 mm (in modo da con-sentire i controlli con diversi tipi di termometro). Negli impianti con potenze termiche superiori i fori devonoessere praticati anche alla sommità.

Requisiti delle canne fumarie degliapparecchi a gas

Le canne fumarie per l’evacuazione dei prodotti della combu-stione degli impianti a gas devono rispondere ai seguenti requisiti:■ resistere nel tempo alle sollecitazioni meccaniche, essere a

tenuta dei fumi, impermeabili e termicamente isolati, inmodo da evitare condense e raffreddamento dei fumi (spe-cie se disposti all’esterno o in ambienti freddi);

■ avere andamento verticale privo di strozzature;■ essere distanziati o essere separati da intercapedini o essere

opportunamente isolati da eventuali materiali facilmente in-fiammabili;

■ avere al di sotto dell’imbocco del primo canale da fumo unacamera di raccolta di materiali solidi e di eventuali condense

alta almeno 50 cm e accessibile mediante sportello metal-lico a tenuta d’aria;

■ avere sezione interna quadrata o rettangolare con spigoli ar-rotondati con raggio non inferiore a 20 mm, oppure circo-lare; sono ammesse le sezioni idraulicamente equivalenti;

■ essere dotati di comignolo superiore;■ non avere mezzi meccanici di aspirazione alla sommità del

condotto;■ i camini interni o addossati a locali abitati non devono es-

sere in sovrapressione (la pressione all’interno del caminodeve essere minore o uguale alla pressione atmosferica).

20.5.3 Le canne fumarie

4

3

5

6

2

2

1

Ø

H

Sistema di evacuazione dei pro-dotti di combustione per apparec-chio a gas di tipo B a tiraggio na-turale [tab. 3].

Fig. 27

Spaccato assonometrico di can-na fumaria: 1) piastra di chiu-sura; 2) fori di ispezione Ø 50 e80 mm per il rilevamento dellatemperatura (foro più piccolo) eil prelievo dei fumi; 3) camiciaesterna autoportante e coibente;4) canna interna in refrattario; 5)raccordo alla caldaia; 6) cameradi raccolta e ispezione.

Fig. 26

Tabella 3 ■ Diametro interno di camini singoli metallici coibentati per apparecchi a gas di tipo B a tiraggio naturale con bruciatore atmosferico.

12140 ÷ 190

40,511,3 11,3 11,3 11,3 11,3 11,3

100 ÷ 140 13 13 11,3 – – –

17,5140 ÷ 190

57,713 13 13 11,3 11,3 11,3

100 ÷ 140 15 13 13 13 – –

27140 ÷ 190

8115 15 15 13 13 13

100 ÷ 140 18 15 15 15 13 13

30140 ÷ 190

97,215 15 15 15 15 15

100 ÷ 140 18 18 15 15 15 15

NOTA. Rugorosità della parete interna r < 1 mm. Resistenza termica della parete interna R > 0,37

m2 · K

W

Altezza h della canna fumaria (m)

Diametro Ø (cm)

1512,5107,554Potenzatermica

(kW)

Portata in massadei fumi(kg/h)

Temperatura dei fumidopo il dispositivo

antivento (°C)

355

Le canne fumarie collettive (o ramificate o canne shunt)possono essere utilizzate negli edifici multipiano se rispon-dono ai seguenti requisiti:

■ il canale da fumo che unisce l’apparecchio alla canna fu-maria deve immettersi nel condotto secondario immediata-mente sopra l’elemento deviatore, che a sua volta deveraccordarsi al collettore con un angolo non minore di 135°[figg. 28 e 29];

■ la canna fumaria deve avere andamento rettilineo, verticale eprivo di variazioni di sezione e deve essere dotata in sommitàdi comignolo (vedi ) avente anche funzione di aspira-tore statico;

■ sono vietati mezzi ausiliari di aspirazione e pressione, siain corrispondenza delle immissioni ai vari piani sia in som-mità del condotto;

■ alla canna fumaria possono essere allacciati soltanto i con-dotti secondari di apparecchi dello stesso tipo, alimentaticon lo stesso combustibile e con potenze termiche che nondifferiscono più del 30% in meno rispetto alla massima po-tenza termica allacciabile;

■ lo scarico delle esalazioni delle cappe deve avere una cannafumaria o camini singoli adibiti solo a tale uso;

■ alla canna fumaria deve essere collegato un solo apparec-chio per piano;

■ il numero massimo di piani servibili da una canna fumariaramificata deve essere rapportato all’effettiva capacità dievacuazione del collettore principale, che, in ogni caso, nondeve ricevere più di 5 immissioni da condotti secondari; unacanna fumaria ramificata può dunque servire al massimo 6piani, in quanto l’ultimo condotto scarica direttamente in

20.5.5

atmosfera attraverso lo stesso comignolo, senza immettersinel condotto principale [fig. 30];

■ per stabili di altezza superiore a sei piani sono necessariepiù canne fumarie;

■ il condotto secondario della canna fumaria deve avere al-tezza non inferiore a un piano ed entrare nel collettore conangolo non minore di 135°;

■ l’altezza tra l’imbocco dell’ultimo apparecchio nel condottosecondario e il comignolo non deve essere inferiore a 3 m;

■ il dimensionamento delle canne fumarie deve essere ese-guito e certificato dalle imprese costruttrici o da tecnici qua-lificati.

20.5.4 Canne fumarie collettive


condotto secondario

controcanna di rivestimento

intercapedine o isolamento

soletta

collettore

elemento deviatore

collettore

α

α ≥ 135°

manicotto di protezione in acciaio inox

cordolo isolante

allacciamento caldaia

scarico condensa

piastra intermedia

raccordo

allacciamento caldaia

scarico condensa

piastra intermedia

scarico condensa

condotto principalein refrattario

condotto secondarioin refrattario

camicia in conglomerato

cementizio vibrocompresso

ispezione con portello inox

zoccolo di raccolta condensa

1P

2P

3P

4P

5P

6P

1

2

4

5

6

7

8

≥3

m

1

3

Spaccato di canna fu-maria collettiva (tiposhunt) in conglome-rato refrattario vibro-compresso.

Fig. 29

Piani servibili con una solacanna fumaria collettiva: 1) ariaesterna; 2) fumi; 3) apertura diventilazione; 4) dispositivo rom-pitiraggio-antivento; 5) canaleda fumo; 6) condotto seconda-rio; 7) collettore; 8) comignolo oaspiratore statico.

Fig. 30

Shunttermine anglosassone di uso comune in molte discipline, dal-

l’elettrotecnica, dove ha il significato di dispositivo messo in pa-

rallelo a un circuito elettrico allo scopo di deviare parte della cor-

rente che lo percorre, alla cardiochirurgia.

Nelle canne fumarie collettive, per shunt si intende una moda-lità di collegamento di un ramo secondario a quello principale,in grado di garantire lo smaltimento dei prodotti della combu-stione, senza possibilità di fuoriuscite, riflussi o turbolenze.

Schema di inserimento di condotto secondario a) nella canna fumaria collet-tiva o b) nel camino.

Fig. 28

piastra di chiusura

ba

I camini prefabbricatiI camini sono molto spessorealizzati con elementi pre-fabbricati. Ultimamente si èdiffuso l’impiego, soprat-tutto nelle ristrutturazioni,di camini costituiti da ele-menti di rapida e agevoleinstallazione, di acciaio inox[fig. 34] o, in alcuni casi, dimateriale refrattario.

approfondimento


Il comignolo è il dispositivo posto a coronamento della cannafumaria che ha la funzione di facilitare la dispersione dei fumi[fig. 31].Il comignolo deve soddisfare i seguenti requisiti:

■ avere sezione di entrata non minore del doppio di quella delcamino o della canna fumaria ramificata nella quale è inse-rito;

■ essere conformato in modo da impedire la penetrazione dipioggia e neve;

■ assicurare lo scarico dei prodotti della combustione anche inpresenza di vento comunque diretto e inclinato.

Altezza del camino

Per evitare che eventuali depressioni prodotte dal vento pos-sano prevalere sulla spinta ascensionale dei gas combusti ecreare inconvenienti, le norme stabiliscono che l’altezza mi-nima dello sbocco dei camini rispetti le seguenti distanze:

■ nei camini degli impianti a gas lo sbocco deve avvenirealmeno 40 cm oltre il colmo dei tetti o di qualunque altroostacolo che si trovi nel raggio di 8 m dal camino; per im-

pianti di potenza inferiore ai 35 kW valgono le disposizionicontenute nelle norme UNI-CIG [fig. 32];

■ nei camini degli impianti a combustibile liquido losbocco deve avvenire almeno 1 m oltre il colmo dei tetti odi qualunque altro ostacolo che si trovi nel raggio di 10 mdal camino [fig. 33].

20.5.5 I comignoli

tetto piano

tetto a 15°

tetto a 45° tetto a 60°

quota di sbocco

≤ 5 m> 5 m

>1,85 m

≤1,85 m

0,5

0 m

0,5

0 m

≥1 m

15°

45°

60°

0,5

0 m

0,5

0 m

0,5

0 m

2,1

0 m

0,5

0 m>1,20 m

≤1,20m

1,5

0 m

≥2 m

quota disbocco

>1,50 m

≤1,50m

volume tecnico

tetto a 30°

30°

0,5

0 m

0,8

0m

≥1,2

0m

>1,30 m

≤1,30m

canna fumaria

≥1m

A C D

B

21 ≥1m

≥1m3

Altezza minima della quota di sbocco, in funzione della pendenza del tetto,degli impianti a gas. In grigio sono indicate le zone di riflusso.

Fig. 32

Altezza dei camini per impianti a combustibile liquido. Il camino 1) dista menodi 10 m dagli edifici circostanti e deve essere sopraelevato di almeno 1 m ri-spetto all’edificio più alto B). Il camino 2) è posto sul tetto a falde dell’edifi-cio C) e deve essere sopraelevato di almeno 1 m oltre il colmo. Il camino 3)dista più di 10 m dal fabbricato D) e dunque è sufficiente che esso sia soprae-levato di almeno 1 m oltre il limite del parapetto che ricade entro il raggio di10 m dal camino.

Fig. 33

Camino con intercape-dine coibentata rea-lizzata in acciaio inox.

Fig. 34

b

a

c

d

e

Sezione di comignolo antivento. La particolare conformazione della parte ter-minale del comignolo a) favorisce l’allontanamento dei fumi; nel comignolob), invece, in particolari condizioni atmosferiche possono verificarsi ristagnidi fumo nella canna fumaria.

Fig. 31

ba

357

a una profondità non inferiore a 20 cm dal piano di calpestìo,che deve essere aumentata fino a non meno di 70 cm se sul pianotransitano veicoli. La distanza minima tra l’edificio e il serbatoiodeve essere di 50 cm.

Serbatoi all’interno dell’edificio

I serbatoi interni possono essere interrati sotto il pavimento,fino a un massimo di 3 serbatoi [fig. 37], oppure collocati avista, fino a un massimo di 2 serbatoi, in un locale che abbiaalmeno una parete attestata verso l’esterno [fig. 38].

Caratteristiche dei locali destinati acontenere i serbatoi per il gasolio

I serbatoi devono essere collocati in locali dotati delle stessecaratteristiche strutturali delle centrali termiche e aerati diret-tamente dall’esterno attraverso aperture libere o munite di infer-

riate, di superficie complessiva non inferiore a della super-

ficie in pianta del locale, con un minimo di 0,5 m2.Se i serbatoi sono a vista, la soglia della porta deve essere so-praelevata in modo che il locale costituisca bacino di conte-nimento in caso di perdite di liquido: la superficie del localemoltiplicata per l’altezza della sopraelevazione della porta ededotto l’ingombro dei serbatoi dovrà determinare un volumesuperiore alla quantità massima di combustibile in deposito.I serbatoi vanno appoggiati su apposite selle alte 50 cm dal pa-vimento e la distanza tra i serbatoi e tra serbatoi e pareti nonpuò essere inferiore a 60 cm.La distanza tra la parte superiore del serbatoio e il soffitto nondeve essere inferiore a 1 m.

130

20.6 Serbatoi per il combustibile20.6.1 Serbatoi per il gasolio


≥ 2

50 c

m

≥ 5

0 c

m

≥ 2

0 c

m

≥ 2

50 c

m70 c

m

≥ 50 cm

≥ 50 cm

≥0,60m

apertura liberacon inferriataSmin = 0,5 m2

massimo 3 serbatoi

massimo2 serbatoi

apertura liberacon inferriataSmin = 0,5 m2

≥ 2

,50 m

≥ 1

,00 m

≥0,5

m

massimo 6 serbatoi da 15000 l ciascuno

2

4

5

7

1

≥ 2

,50 m

3

6

Sezione schema tica di serbatoio per combustibile liquido: 1) sfiato; 2) pozzetto;3) passo d’uomo; 4) carico; 5) valvola; 6) indicatore di livello; 7) ero gazione.

Fig. 35

Serbatoi interrati all’esterno: a) serbatoi soggetti a transito di veicoli; b) ser-batoi soggetti a sovraccarichi leggeri.

Fig. 36

Serbatoi interratiall’interno.

Fig. 37

Serbatoi a vistaall’interno. In questo caso lasoglia della portadeve essere rial-zata in modo darealizzare all’in-terno del localeun volume parialla capacità deiserbatoi.

Fig. 38

ba

Caratteristiche dei serbatoi e dei locali che li contengono

Gli impianti a combustibile liquido necessitano di un depo-sito per il gasolio, costituito di uno o più serbatoi posti al-l’interno o, più spesso, all’esterno dell’edificio. La capacità diciascun serbatoio non deve essere superiore a 15 000 litri.I serbatoi sono generalmente costituiti di lamiera di acciaio diforte spessore e devono possedere le caratteristiche costrut-tive previste dall’art. 2 della Legge 121/69, essere omologatiper una pressione di 100 kPa (1 kg/cm2) ed essere provvisti diun tubo di sfiato avente diametro interno pari alla metà del tubodi carico, in ogni caso non inferiore a 25 mm. Questo tubo devesboccare all’esterno ad altezza non inferiore a 2,50 m dal suolopraticabile e a una distanza non inferiore a 1,50 m da qualsiasifinestra o apertura [fig. 35].I serbatoi devono inoltre avere un dispositivo che interrompail flusso del gasolio quando il liquido raggiunge il 90% dellaloro capacità.

Serbatoi all’esterno dell’edificio

I serbatoi esterni devono essere interrati secondo le indica-zioni di figura 36. È ammesso l’impiego di un massimo di 6serbatoi. Il bordo superiore dei serbatoi interrati deve risultare


20.6.2 Serbatoi per GPL

57

43

2

6

8

1

hd

la

c d

b

• Ci limitiamo a prendere in considerazione soltanto i depositi di capacità com-plessiva non superiore a 5 m3, che devono rispettare le norme definite dalD.M. 31-3-1984.

Dimensione dei basamenti dei serbatoi per GPL [vedi tabella 5].Fig. 40Serbatoio per GPL e relativi equipaggiamenti prescritti: 1) collegamento a terra; 2) targa di identificazione; 3) indicatore di livello;4) valvola di sicurezza; 5) gruppo di prelievo fase gas; 6) gruppo di prelievofase liquida; 7) riempimento; 8) drenaggio o prelievo fase liquida.

Fig. 39

Tabella 4 ■ Dimensioni dei serbatoi per GPL

1 2200 800 1100

1,75 2500 1000 1100

3 2900 1200 1400

5 4700 1200 1400

Capacità del serbatoio (m3)

l(mm)

d(mm)

h(mm)

Tabella 5 ■ Dimensioni dei basamenti dei serbatoi per GPL

1 2200 800 1200 450

1,75 2600 1000 1360 630

3 2900 1200 1400 675

5 4700 1200 3200 675

Capacità del serbatoio (m3)

a(mm)

b(mm)

c(mm)

d(mm)

Il basamento di appoggio del serbatoio per GPL

Il serbatoio deve poggiare su un basamento in calcestruzzodello spessore di 10 ÷ 15 cm, le cui dimensioni sono in fun-zione di quelle del serbatoio stesso [fig. 40 e tab. 5].

Il GPLIl Gas di Petrolio Liquefatto, comunemente noto come GPL, èun derivato del petrolio.I vari tipi di GPL in commercio non sono costituiti da un unicocomposto, ma da miscele di gas, soprattutto butano e propanoe anche etilene, butilene e propilene: i più pregiati sono peròquelli che si ottengono dalla distillazione primaria del petrolio.Il GPL impiegato per gli impianti di riscaldamento è compostoper il 95% circa da propano, il resto da propilene e butano. Hauna densità assoluta superiore a quella dell’aria e una densità re-lativa di 1,4 in fase gassosa.Poiché la sua temperatura di ebollizione è di – 41 °C, il GPL passacon molta facilità allo stato gassoso anche a temperature am-bientali sfavorevoli.

approfondimento

Nei luoghi non serviti dalla rete del metano gli impianti a gaspossono essere alimentati con GPL (Gas di Petrolio Lique-fatto), che viene conservato in appositi serbatoi che devonoessere sistemati secondo le norme•.I serbatoi per il GPL devono essere di acciaio e collaudati allapressione di 230 N/cm2 (22,54 bar); la loro pressione di eser-cizio è 17,65 bar. Tutti i serbatoi devono essere provvisti dicertificato di approvazione e collaudo ISPESL.

I serbatoi possono essere installati fuori terra o interrati e, inentrambi i casi, devono essere adeguatamente protetti (vedi

) e avere le caratteristiche e l’equipaggiamento indicatiin figura 39. La tabella 4 riporta le dimensioni dei serbatoi in funzione dellacapacità.

20.6.3

359

Distanze di sicurezza

Il D.M. 31-3-1984 stabilisce quali devono essere le distanzeminime dei serbatoi da edifici, infrastrutture, impianti e ma-nufatti circostanti [fig. 42]. Il decreto fornisce indicazioni di-verse a seconda che il deposito abbia capacità inferiore osuperiore a 3 m³. In questo volume ci limitiamo a riportare leprescrizioni che riguardano le distanze dei serbatoi di capacitàinferiore a 3 m³.Queste distanze possono essere ridotte fino alla metà nel casodi serbatoi interrati o in presenza di un muro di calcestruzzo(muro paraschegge) di altezza superiore di almeno 0,5 m ri-spetto al più alto elemento pericoloso da schermare.

20.6.3 Ubicazione e distanze di sicurezza dei serbatoi per il GPL


serbatoio interrato

generatrice a quota inferiore di quella del terrenocircostante

h(10 cm < h < 40 cm)

≥ 20 cm

1

2

3

4

5

6

7

serbatoio fuori terra

12 3

4

5

610 m

14

12 13 3 m

5 m

3 m

11

10 9 87

5 m

15 m10 m1

0 m

10 m

10 m

10 m

10 m

15 m

b

a

Schemi di sistemazione di un serbatoio di capacità inferiore a 5 m3, fuori terraa) e interrato b): 1) recinzione di robusta rete metallica; 2) cancelletto apribile verso l’esterno; 3) cassa di contenimento di calcestruzzo o muratura intonacata a seconda

della natura del terreno, a giudizio dei Vigili del Fuoco; 4) riempimento di sabbia asciutta costipata; 5) sporgenza h del bordo dal terreno; 6) generatrice superiore del serbatoio; 7) generatrice inferiore del serbatoio.

Fig. 41

Distanze minime di sicurezza per serbatoi esterni di capacità finoa 3 m3 in assenza di muro paraschegge: 01) scuola; 02) edificio pubblico; 03) edificio con parti destinate al pubblico; 04) elettrodotto; 05) strada; 06) luogo di culto; 07) fabbricato industriale; 08) intercapedine per la venti lazione di locale interrato; 09) fogna o cunicolo; 10) edificio privato; 11) autobotte per GPL; 12) ferrovia; 13) confine di proprietà; 14) deposito infiammabile.

Fig. 42

Ubicazione dei serbatoi

I serbatoi devono essere sempre posti all’aperto. Possono es-sere installati fuori terra, purché circoscritti da una rete me-tallica alta 1,8 m, oppure interrati, circoscritti da robusti muridi calcestruzzo, detti muri paraschegge, e protetti dagliagenti atmosferici mediante ripari di materiale incombustibileestesi all’intera superficie del serbatoio e della cassa di con-tenimento.Nella figura 41 è schematizzata la sistemazione di un serbatoioper GPL con capacità inferiore a 5 m3.

Schema di una centrale termica a metano con vaso di espansione chiuso

approfondimento


Negli impianti di riscaldamento ad acqua il trasferimentodel fluido termovettore dal generatore ai terminali di eroga-zione avviene attraverso una rete di distribuzione costituitada tubi adeguatamente coibentati. In base al tipo di impianto, la distribuzione dell’acqua caldapuò essere:

■ a circolazione naturale;

■ a circolazione forzata, impiegando una o più pompe e puòessere a sua volta:– tradizionale;– con collettore.

Nell’impianto di riscaldamento con rete di distribuzione a cir-colazione forzata tradizionale, la distribuzione avviene permezzo di un tubo di mandata dalla caldaia e di un tubo di ri-torno alla caldaia. Da questi due tubi si diramano poi le co-lonne di andata e di ritorno, alle quali sono collegati i singoliapparecchi ai vari piani (vedi ).Negli impianti di riscaldamento con rete di distribuzione acircolazione naturale il movimento dell’acqua lungo i tubiavviene sfruttando il noto fenomeno fisico in virtù del qualeun fluido riscaldato tende a spostarsi verso l’alto. L’acquascaldata in caldaia percorre con moto ascensionale i tubi di

20.7.2

mandata e, dopo aver ceduto calore ai locali attraverso i ter-minali di erogazione, torna in caldaia attraverso le tubazionidi ritorno, sospinta da altra acqua calda ascendente [fig. 43].Il ciclo si ripete in continuazione per tutto il tempo in cui lacaldaia resta accesa.Con questo tipo di distribuzione, per avere un buon funzio-namento occorre che la differenza di temperatura tra andata eritorno sia superiore a 25 °C e che il dislivello tra il baricen-tro del terminale di erogazione e il baricentro della caldaia siasuperiore a 1 m.

20.7 Distribuzione del calore negli impianti ad acqua20.7.1 Distribuzione a circolazione naturale

4

4

3

52

1

Schema di impianto di riscaldamentoa circolazione naturale: 1) vaso di espansione; 2) caldaia; 3) mandata; 4) radiatore; 5) ritorno.

Fig. 43

Disegno di una centrale termica a metano con vaso di espansione chiuso.1) Rubinetto di intercettazione; 2) giunto antivibrante; 3) presa pressione gas per la misura della pressione; 4) filtro gas; 5) regolatore pressione gas; 6) organo dicontrollo della minima pressione gas; 7) gruppo automatico di riempimento; 8) vaso di espansione chiuso; 9) gruppo generatore di calore; 10) valvola di sicurezza;11) termometro; 12) manometro; 13) pressostato di blocco a riarmo manuale; 14) tronchetto flangiato per misura di portata; 15) valvola di ritegno; 16) pompa gemel-lare; 17) centralina climatica con orologio settimanale; 18) rubinetto di scarico.

Fig. 44

10

1 2 3 4 5 36

8

11

12

13

16

14

10

15

17

16

9

7

ALIMENTAZIONE

IDRICA

SONDA ESTERNA

ALIMENTAZIONE GAS

361

Negli impianti di riscaldamento con rete di distribu-zione a circolazione forzata il movimento dell’acquaviene accelerato mediante sistemi di pompe ottenendonotevoli vantaggi quali:

■ tubazioni di minor diametro;

■ possibilità di scaldare ambienti anche a notevole di-stanza dalla caldaia;

■ possibilità di scaldare ambienti anche a livello infe-riore rispetto alla caldaia.

Gli impianti a circolazione forzata hanno ormai general-mente sostituito quelli a circolazione naturale, grazie alloro superiore rendimento. Essi sono in grado di fun-zionare anche con differenze di temperatura dell’acqua,tra la mandata e il ritorno, di soli 10 °C. Ciò consente tral’altro di utilizzare terminali di erogazione di minori di-mensioni, con notevole risparmio di materiale.Il circuito degli impianti a distribuzione forzata tra-dizionale è costituito da tubi di mandata e di ritor-no, come quello degli impianti a circolazione naturale [fig. 45]. Le pompe sono disposte lungo il tubo di man-data, in prossimità della caldaia, e tra pompe e caldaiaè frapposta la valvola miscelatrice.

Distribuzione a circolazione forzata concollettore

L’impianto di riscaldamento con rete di distribuzione acircolazione forzata con collettore consiste in una colonnacostituita da un tubo di mandata e uno di ritorno ai quali si al-lacciano, attraverso un dispositivo chiamato collettore (vedi

), le reti a pavimento che trasferiscono l’acqua caldaalle varie zone da riscaldare [fig. 46].Caratteristiche di questo sistema di distribuzione sono:

■ facilità d’esecuzione;

■ minori dispersioni di calore;

■ possibilità di regolare la temperatura in ciascuna zona ser-vita installando una valvola di zona sull’attacco all’anellodi mandata.

Diversamente dai sistemi a distribuzione forzata tradizionali,l’impianto a circolazione forzata con collettore può essere rea-lizzato utilizzando tubi di rame in polietilene reticolato.L’impianto con collettore può essere:

■ tipo modul, con terminali di erogazione alimentati in modoautonomo;

■ in serie (o monotubo).

20.7.3


7

6 8

9

410

3

1

2

3

5

20.7.2 Distribuzione a circolazione forzata

Schema di impianto di riscalda-mento con rete di distribuzione acircolazione forzata tradizionalee vaso di espansione aperto: 1) caldaia; 2) valvola miscela-trice a 4 vie; 3) circuito di man-data; 4) pompa; 5) collegamenticon l’acquedotto; 6) tubo di sicu-rezza; 7) vaso di espansione a -per to; 8) tubo di reintegro del-l’impianto; 9) radiatori; 10) cir-cuito di ritorno.

Fig. 45

deviazione di collegamento

rete principale

3

3

3

2

2

2

1

1

1

dal generatore di calore

4

➝➝

Schema di un impianto di riscaldamento a collettori tipo modul: 1) valvola di zona; 2) contatore di calore; 3) collettore complanare; 4) valvola di sfiato aria.

Fig. 46


I collettori sono dispositivi che servono a distribuire e a rac-cogliere i fluidi di più circuiti. Possono essere di centrale odi zona.

I collettori di centrale sono quelli che vengono installati nellecentrali termiche o frigorifere con la funzione di derivare dalletubazioni collegate al generatore di calore (o di freddo) i varicircuiti principali dell’impianto di distribuzione.

I collettori di zona sono quelli che collegano ogni coppia ditubi di mandata e di ritorno della rete di distribuzione con i variterminali (radiatori, ventilconvettori, pannelli radianti ecc.). Inbase alle loro caratteristiche possono essere ciechi, semplici,componibili, complanari [fig. 47] o a due piani [figg. 48 e 49].

20.7.3 I collettori

A

R

R

A

Collettore di zona a due piani.Fig. 48

Collettore complanare.Fig. 47

Esempio di utilizzo di collettore di zona a due piani collegato alla rete di di-stribuzione e in grado di alimentare 7 radiatori. Il termostato ambiente TAagisce su una valvola di intercettazione che dà il consenso all’erogazione del-l’acqua calda.

Fig. 49

Satellite d’utenza Un particolare sistema di gestione autonoma dei consumi di acqua calda negli edificicon più utenze, come i condomini dotati di impianto di riscaldamento centralizzato, ècostituito da un dispositivo, chiamato satellite d’utenza, che viene installato in ogni al-loggio e che consente a ciascun utente di prelevare dall’impianto centralizzato tuttal’acqua calda necessaria. In questo modo, non solo si ottiene la completa autonomiadelle singole unità, ma è anche possibile contabilizzare l’energia termica erogata a ognialloggio [fig. 50].

approfondimento

Schema di un satellite d’utenza: 1) mandata riscaldamento; 2) ritorno riscaldamento; 3) ritornocaldaia; 4) mandata caldaia; 5) ingresso acqua fredda; 6) uscita acqua fredda; 7) uscita acqua mi-scelata; 8) scambiatore rapido; 9) valvola a 3 vie; 10) miscelatore.

Fig. 50

363

Impianto modul

Nell’impianto di riscaldamento con distribuzione tipomodul ogni terminale di erogazione è collegato all’impiantoin modo autonomo mediante un collettore [fig. 51].

Impianto in serie

L’impianto di riscaldamento con distribuzione in serie (omonotubo) è caratterizzato da un circuito costituito da un solotubo disposto sotto il pavimento (circuito ad anello), dal qualesi derivano i collegamenti per i singoli erogatori [fig. 52]. Ognierogatore riceve solo una parte dell’acqua calda che percorreil circuito, in modo che la distribuzione del calore risulti equi-librata. L’impianto può essere realizzato con valvole di deri-vazione, con eiettori o con valvole a 3 o a 4 vie.

Impianto monotubo con valvola diderivazione

È un tipo di collegamento molto semplice e di uso molto fre-quente.Tutta l’acqua che percorre il circuito entra nella valvola di de-rivazione, ma solo una parte di essa entra nel radiatore attra-verso un cannotto centrale, mentre la parte rimanente vienereintrodotta direttamente nel circuito [figg. 53 e 54].

Impianto monotubo con eiettori

La derivazione di valle o di monte di ciascun terminale è ot-tenuta mediante un raccordo speciale, detto eiettore, che,sfruttando il principio del tubo Venturi, provoca effetti di de-pressione e compressione che favoriscono il flusso dell’acquanella derivazione [fig. 55]. Si tratta di un impianto poco usato perché può dare problemi senon è dimensionato, installato e tarato con grande accuratezza.

Impianto monotubo in serie con valvola a 3 o a 4 vie

L’impianto monotubo in serie con valvola a 3 o a 4 vie, con-cettualmente analogo all’impianto con valvola di derivazione,è però dotato di una valvola che consente la regolazione o l’e-sclusione di uno o più terminali intermedi senza influire sulfunzionamento degli altri [fig. 56].

20.7.4 Impianti con distribuzione modul e in serie


valvolaa 4 vie

valvola a 3 vie

terminale

collettore circuito interno

A

R

A

R

anellomonotubo

acqua entrantenel terminale

acqua uscentedal terminaleterminale

collettore circuito interno

AR

Schema di impianto tipo modul. Ogni corpo scaldante è collegato al collettorecomplanare mediante collegamenti (andata-ritorno) singoli.

Fig. 51

Schema di impianto monotubo (in serie). Ciascun anello alimenta tre corpiscaldanti, in serie.

Fig. 52

Andamento del flusso del-l’acqua all’interno di un ra-diatore alimentato attraversouna valvola di derivazione.

Fig. 53

Sezione della valvola di derivazione: 1) acqua calda proveniente dal monotubo;2) acqua calda che “bypassa” la valvola; 3) acqua calda che giunge al terminaledi erogazione attraverso il cannotto; 4) acqua uscente dal terminale di eroga-zione; 5) acqua di ritorno al monotubo.

Fig. 54

Sezione di eiettore. La strozzatura a monte del ritorno dal radiatore aumentala pressione e favorisce l’ingresso nel radiatore della quantità d’acqua caldanecessaria.

Fig. 55

Schema di impianto monotubo con valvola a 3 e a 4 vie.Fig. 56

4

4

4

4

3

5 (2+4)

2

3

1


Impianti a vapore

Gli impianti a vapore sono quelli nei quali il fluido termovettoreè costituito dal vapore generato in caldaia. Si suddividono in:

■ impianti a bassa pressione, fino a 0,5 bar;

■ impianti a media pressione, da 0,5 a 3 bar;

■ impianti ad alta pressione, oltre 3 bar.

Il funzionamento degli impianti di riscaldamento a vapore è ana-logo a quello ad acqua: il vapore prodotto dal generatore salelungo la tubazione di mandata e fluisce nel radiatore attraversouna valvola di immissione dove si raffredda cedendo calore al-l’ambiente e trasformandosi in aria e condensa che passano altubo di ritorno attraverso uno scaricatore di condensa. La con-densa rifluisce nella caldaia, mentre l’aria viene scaricata in at-mosfera attraverso apposite ventole [fig. 57]. La regolazioneavviene per mezzo di valvole e automatismi vari [fig. 58].L’impianto a vapore è di installazione più costosa rispetto aquello ad acqua, ma ha costi di gestione inferiori perché ne-cessita di una minore quantità di combustibile e ha il vantag-gio di richiedere terminali di erogazione di dimensioni minori.Ha però vari inconvenienti: una maggiore dispersione lungole tubazioni, una messa a regime più lenta, una certa difficoltànella regolazione del vapore alle basse temperature e una no-tevole corrosione dei materiali.Per questi motivi gli impianti a vapore vengono ormai instal-lati solo in alcuni tipi di stabilimenti industriali, nei grandiospedali ecc.

Impianti ad aria

Gli impianti di distribuzione del calore ad aria sono quelliche usano l’aria come fluido termovettore [fig. 59].Il riscaldamento degli ambienti è ottenuto immettendovi ariain quantità e temperatura (circa 30÷35 °C) sufficienti a man-tenere nell’ambiente la temperatura desiderata (di solito in-torno a 20 °C).L’aria deve essere immessa nell’ambiente a bassa velocità(mai superiore a 3 m/s), per non creare fastidiose correnti. Neicanali la velocità può raggiungere gli 8 m/s: velocità superioripossono creare problemi di rumorosità.Le bocchette di immissione vengono generalmente collocatein corrispondenza delle parti alte delle pareti e sono spessodotate di alette per regolare e dirigere il flusso. Il numero, laposizione e il tipo di bocchette devono essere tali da garantireuna diffusione uniforme dell’aria nell’ambiente.La sovrapressione che l’apporto di aria determina nell’ambienteviene eliminata mediante aperture (bocchette di transito) chedi solito sono praticate nella parte inferiore delle porte.Il sistema di distribuzione ad aria può essere considerato accet-tabile e anche economico, ma ha l’inconveniente di richiederecanali della rete di distribuzione che a volte raggiungono di-mensioni rilevanti. I canali sono di solito di lamiera zincata asezione rettangolare e sono disposti in cavedi sotto pavimentoo in controsoffitto [fig. 60]. È un impianto di difficile regola-zione: viene usato prevalentemente in ambienti industriali.

20.8 La distribuzione del calore negli impianti a vapore e ad aria

caldaia

pompa

di alimentazione

fase vapore

fase liquida

condensa

serbatoio

di alimentazione

batteria

radiante

vapore

scambiatore

di calore

pozzetto

tubazione

condensafiltro a Y

indicatore

di passaggio

valvola di

intercettazione

scaricatore

di condensa

valvola di

intercettazione

tubazione

vapore

caldaia

bocchetta

serpentina

umidificatore

canalizzazione

aspiratore

espulsione

alette diregolazione

aria di ricircolo

filtrocamera dimiscela

Schema di impianto di distribuzione del calore a vapore. Fig. 57

Particolare dell’impianto di distribuzione ad aria nel Palaolimpico di Torino.Fig. 60

Schema di impianto di distribuzione ad aria.Fig. 59

Schema di installazione diun aerotermo a vapore conscaricatore di condensa.

Fig. 58

365

Un impianto di climatizzazione centralizzato [fig. 61] è com-posto essenzialmente di:

■ caldaia, che riscalda i fluidi vettori nelle stagioni invernalio post-riscalda l’aria in regime di climatizzazione estiva;

■ gruppo frigorifero o refrigeratore, necessario per il raf-freddamento estivo; sempre più spesso si fa ricorso allepompe di calore, che costituiscono una fonte energetica par-ticolarmente economica e in grado di fornire indifferente-mente caldo o freddo;

■ batteria dell’aria, comprendente filtri, umidificatore, ven-tilatori per spingere e aspirare l’aria;

■ batterie di scambio, batteria riscaldante e batteria refri-gerante alimentate da acqua calda o fredda a seconda che sitratti di utilizzo invernale o estivo;

■ condotte, nei sistemi ad aria, per convogliare l’aria fino aiterminali nei singoli ambienti, costituiti da bocchette e dif-fusori (o anemostati);

■ ventilconvettori, per i sistemi ad acqua (vedi ).20.9.2

20.9 Impianti di climatizzazione centralizzati20.9.1 Schema di funzionamento


Schema di funzionamento di impianto di clima-tizzazione centralizzato: 1) caldaia; 2) refrige-ratore; 3) batteria riscaldante; 4) batteriarefrigerante; 5) ventilatore; 6) ambiente; 7) dif-fusore; 8) aria esterna; 9) filtri; 10) aria ripresa,che viene in parte espulsa (y) e in parte ricirco-lata (x); 11) acqua calda; 12) acqua refrigerata;13) centralina di controllo; 14) sonda sul ca-nale; 15) termostato ambiente.

Fig. 61

Ciclo frigorifero ad assorbimento. Il ciclo prende avvio dal generatore (ge-neralmente un bruciatore a gas o un assorbitore che sfrutta l’acqua caldaprodotta dal teleriscaldamento) 1): il calore fornito fa bollire la soluzione,che libera il fluido frigorifero sotto forma di vapore. La pressione spingeil vapore nel condensatore 2), dove viene raffreddato e riportato allo statoliquido da un fluido esterno; acqua prodotta da una torre di raffredda-mento 5). Il fluido frigorifero liquido passa all’evaporatore 3); qui evaporanuovamente perché assorbe calore dal circuito di acqua refrigerata per gliusi di condizionamento. Il fluido frigorifero passa poi all’assorbitore 4)dove si miscela con il solvente e viene rimandato nel generatore da unapiccola pompa.

Fig. 62

��

��

��

� ��

� �

�

�

�

approfondimento

Refrigeratori alimentati a metano In passato tutti i refrigeratori erano alimentati da corrente elettrica.Oggi si stanno gradualmente affermando i refrigeratori alimentati agas metano che consentono di realizzare impianti di climatizzazionecon macchine frigorifere a compressione o ad assorbimento.Nelle macchine frigorifere a compressione il lavoro è fornito dalmotore a gas che aziona meccanicamente il compressore.Nelle macchine frigorifere ad assorbimento, il ciclo termodina-mico sfrutta le proprietà fisico-chimiche di una soluzione di due fluidiche cambia ciclicamente condizioni di concentrazione, temperaturae pressione [fig. 62]. Questo tipo di refrigeratore dunque non ha uncompressore, ma è una macchina ad azionamento termico, in quantosfrutta l’energia ceduta da un bruciatore a gas o da cascami termiciprovenienti da altre fonti (per esempio teleriscaldamento).

Il vantaggio è di impiegare pochissima potenza elettrica (3 ÷ 4 kW),contro le decine o centinaia di kW necessari per i frigoriferi tradizionali.Un altro vantaggio è quello di impiegare gas metano nella stagioneestiva (cioè quando costa di meno).

8

y

x→

9

3 4 5

6

2

12

1

11

10

13

14

15

77


Come abbiamo visto, gli impianti di climatizzazione possonoessere a sola aria, a sola acqua o misti acqua-aria.

Sistemi a sola aria

Negli impianti a sola aria (o aria-aria) il compito di riscal-dare o rinfrescare gli ambienti è affidato all’aria che viene tra-sferita mediante una rete di canali e immessa (o estratta) daisingoli locali attraverso bocchette o diffusori che, a secondadella loro ubicazione e delle loro caratteristiche (vedi )distribuiscono negli ambienti flussi d’aria differenti [fig. 63]. Lavelocità media dell’aria nei canali è di 6÷7 m/s, mentre quelladi uscita dalle bocchette o dai diffusori non deve superare i 2,5 m/s. La temperatura di immissione deve essere compresatra 35 e 45 °C in inverno e tra 15 e 20 °C in estate. Tempera-ture inferiori produrrebbero fastidiose sensazioni di freddo.A questo tipo di impianti appartengono i recenti sistemi infor-matizzati a portata e temperatura variabili (VTT).

Sistemi a sola acqua

Negli impianti a sola acqua (o acqua-acqua) il fluido termo-vettore è l’acqua. Gli elementi attraverso i quali avviene laclimatizzazione degli ambienti sono i ventilconvettori (fan-coil), apparecchi che abbiamo già esaminato a proposito degliimpianti di riscaldamento; la differenza tra i ventilconvettoriutilizzati per il solo riscaldamento e quelli usati anche per ilrinfrescamento consiste unicamente nel fatto che nei primil’acqua che attraversa la batteria è sempre calda, mentre neisecondi può essere calda o fredda a seconda della stagione.Il principio di funzionamento del ventilconvettore è il se-guente: l’aria, spinta da un ventilatore, passa attraverso unabatteria [fig. 64] nella quale scorre acqua (calda d’inverno e

20.9.3

fredda d’estate) e viene poi immessa nell’ambiente attraversoalette regolabili disposte nella parte alta del mobiletto.L’impianto di distribuzione può essere a due o a quattro tubi[fig. 65]. Nel primo caso l’acqua utilizza lo stesso circuito siad’inverno sia d’estate. Nel secondo caso due circuiti separatiper il funzionamento invernale e quello estivo alimentano duebatterie distinte, inserite nel ventilconvettore.

Sistemi misti acqua-aria

Poiché con gli impianti a sola acqua non è possibile ottenereun buon controllo dell’umidità, quando occorrono condizionitermo-igrometriche meglio bilanciate si ricorre a impiantimisti acqua-aria.In sostanza si realizza una sorta di duplice impianto: uno adaria, che assicura i ricambi necessari e regola l’umidità del-l’ambiente, e l’altro ad acqua, che invece assicura la tempe-ratura necessaria, eliminando il carico termico in eccesso.

20.9.2 Sistemi a sola aria, a sola acqua e misti

al refrigeratore

allacaldaia

ventilconvettore

allacaldaia

al refrigeratore

dal refrigeratore

circolazione invernalecircolazione estiva

dal refrigeratore

dallacaldaia

dallacaldaia

valvola miscelatrice

E IE I

Posizionamento dei diffusori: a) a soffitto con si-stema di distribuzione tangenziale; b) a soffittocon sistema di distribuzione tridimensionale; c)a parete (bocchette); d) a parete (mobiletto a pa-vimento); e) a pavimento; f ) a tavolo.

Fig. 63

Schema di funzionamento di ventilconvettore.Fig. 64

Impianto di distribuzione mediante ventilconvettori: a) a due tubi; b) a quattro tubi.Fig. 65

ba

dc

fc

ba

367

Canali di distribuzione

L’aria trattata dagli impianti di climatizzazioneviene trasferita agli ambienti mediante canaliz-zazioni realizzate, nella maggior parte dei casi,con lamiera di acciaio zincato.Le dimensioni dei canali sono molto impor-tanti, perché da esse dipende il buon funziona-mento e la silenziosità dell’impianto. Essevanno calcolate in funzione della portata d’ariache attraversa i canali e della velocità dell’aria,che all’interno dei canali non deve superare i10 m/s per evitare eccessiva rumorosità.La forma ideale della sezione dei canali è quellacircolare, ma ragioni di natura pratica ed econo-mica portano spesso a preferire la rettangolare,che deve però essere per quanto possibile ten-dente al quadrato, con un rapporto tra i lati che

non deve essere superiore a , per evitare che

si formino vortici tra i filetti fluidi per effettodella cosiddetta “laminazione” [figg. 66 e 67].I canali in lamiera di acciaio zincato sono co-struiti in tronchi di limitate dimensioni, chevengono uniti fra loro mediante attacchi detti abaionetta oppure, se le dimensioni sono grandi,mediante flange. Lo spessore della lamiera

varia da a di mm a seconda delle di-

mensioni del canale.

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20.9.3 Il trasferimento dell’aria trattata


Canale circolare a vista per il con-dizionamento di un grande magaz-zino. I diffusori sono di un tipoparticolare detto a getto vorticosoe hanno la caratteristica di consen-tire sia la regolazione dell’intensitàdel getto mediante speciali valvoleposte al loro interno, sia l’orienta-mento del flusso d’aria.

Fig. 67

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Canale di distribuzione dell’aria inun impianto di condizionamento: 1) elemento di collegamento alla

macchina di trattamento aria; 2) giunto antivibrante; 3) diffusore a cassetta; 4) serranda di regolazione; 5) bocchetta lineare; 6) bocchetta lineare dotata di

“plenum” per diminuire la velo-cità del getto;

7) diffusore circolare; 8) deflettori con la funzione di evi-

tare i moti vorticosi dell’aria; 9) serranda tagliafuoco.

Fig. 66


Bocchette e diffusori

L’aria trasportata nei canali viene immessa negli ambienti permezzo di bocchette o diffusori [fig. 68].Le bocchette sono elementi installati sul lato verticale dei ca-nali, mentre i diffusori (detti anche anemostati) sono instal-lati sul soffitto o sulle pareti del locale.Nello scegliere il tipo o la dimensione delle bocchette o deidiffusori bisogna tenere conto di:

■ portata dell’aria;

■ superficie da servire;

■ altezza di installazione rispetto al pavimento;

■ differenza di temperatura;

■ numero di ricambi/ora;

■ velocità d’uscita (circa 2 m/s);

■ pressione statica disponibile;

■ livello di rumorosità ammesso.

È buona norma dotare le bocchette e le griglie di serrande ditaratura e i diffusori di captatori d’aria.

Tipi di bocchette

I tipi di bocchette di uso più comune sono:

■ bocchette a griglia: in lamiera di acciaio o di alluminio,sono usate soprattutto per la ripresa dell’aria;

■ bocchette ad alette fisse: impiegate nei casi in cui non cisono problemi di lancio e di direzione;

■ bocchette ad alette orientabili [fig. 69]: le alette possonoessere a semplice o a doppio ordine; le prime si usanoquando è richiesta una regolazione dell’apertura solo sulpiano orizzontale o verticale, le seconde soddisfano invecequalsiasi esigenza di distribuzione.

Tipi di diffusori

I diffusori possono essere: circolari, quadrati o lineari [fig. 70]. La scelta tra la sezione circolare e quella quadrata èdovuta solo a criteri di natura estetica o pratica. Alcuni dif-fusori sono dotati di coni regolabili.I diffusori lineari sono impiegati per la distribuzione dal sof-fitto secondo linee continue, per esempio lungo i corridoi osopra i banconi di grandi uffici.

20.9.4 La diffusione dell’aria trattata

Dettaglio del sistema di montaggio di una bocchetta e di uno sportello diispezione sul canale di distribuzione dell’aria.

Fig. 68

Bocchetta ad alette orientabili. Il dispositivo sulla sinistra serve per orientareautomaticamente le alette mediante telecomando.

Fig. 69

a) Diffusore quadrato da inserire in controsoffitto, b) diffusore a getto vorti-coso adatto per grossi ambienti e c) diffusore lineare.

Fig. 70

a

b c

LE INFRASTRUTTURE IMPIANTISTICHE 369

SINTESI

Gli impianti centralizzati sono costituiti da un generatoredi calore (caldaia) installato in un locale apposito (cen-trale termica). Il fluido termovettore più impiegato nelleresidenze è l’acqua. Il vapore è ormai usato di rado, pre-valentemente in alcuni tipi di edifici industriali. Gli im-pianti ad aria sono utilizzati in ambienti industriali ecommerciali, o nell’edilizia civile come integratori degliimpianti di condizionamento nella stagione fredda.

La caldaia è l’elemento nel quale si produce il calore. Lecaldaie possono essere in ghisa, pesante ma molto resi-stente alla corrosione, o in acciaio (a tubi di fumo, a tubid’acqua o monoblocco). Particolarmente efficienti sono lecaldaie pressurizzate e quelle a condensazione.

Il bruciatore è l’apparato che riceve il combustibile, lo mi-scela con l’aria e ne provoca l’accensione nella camera dicombustione. Può essere a combustibile liquido (a polveriz-zazione meccanica), a gas (ad aria soffiata o atmosferico) odi tipo misto (che può essere alimentato sia a gas sia a ga-solio).

Per agevolare il flusso dell’acqua all’interno della rete didistribuzione degli impianti di riscaldamento si utilizzanopompe centrifughe (a palette rotanti).

Il camino è il condotto attraverso il quale avviene l’eva-cuazione dei prodotti della combustione. È costituito dacanale da fumo, canna fumaria e comignolo terminantecon una bocca che deve essere posta ad altezza regolamen-tare. Norme specifiche valgono per i camini degli impiantia gas.

Gli impianti a combustibile liquido necessitano di un de-posito costituito da uno o più serbatoi posti all’interno (in-terrati o a vista e non più di 2) o all’esterno dell’edificio(sempre interrati e non più di 6), contenenti non più di15000 litri di combustibile ciascuno. I locali nei quali ven-gono collocati i serbatoi devono avere le caratteristichestabilite dalle norme.

Negli impianti ad acqua il trasferimento del fluido termo-vettore del generatore ai terminali di erogazione avviene at-traverso una rete di distribuzione a circolazione naturaleo a circolazione forzata.La rete di distribuzione a circolazione naturale sfrutta il fe-nomeno fisico in virtù del quale un fluido riscaldato tenda aspostarsi verso l’alto.La rete di distribuzione a circolazione forzata accelera il mo-vimento dell’acqua mediante sistemi di pompe. Può esseredi tipo tradizionale (a due tubi) o a collettore, collegato allecolonne dei tubi di mandata e di ritorno, che distribuiscel’acqua calda ai terminali di erogazione). L’impianto a col-lettori può essere con terminali indipendenti, in derivazione,in serie, in serie con valvola a 3 o 4 vie.

Gli impianti a vapore si suddividono in impanti a bassa,media e alta pressione; il loro funzionamento è analogo aquello ad acqua.

Gli impianti ad aria immettono aria calda a bassa velocità(mai superiore a 3 m/s), per non creare fastidiose correntie problemi di rumorosità, nei locali tramite bocchette diimmissione collocate nelle parti alte delle pareti. Le boc-chette possono essere di vari tipi, i più comuni dei qualisono a griglia, ad alette fisse o ad alette orientabili.

Gli impianti di climatizzazione centralizzati sono costituitida una caldaia per il riscaldamento invernale o il post ri-scaldamento estivo, un gruppo frigorifero, per il raffred-damento estivo (con macchine a compressione o ad assor-bimento, spesso alimentato a metano), da batterie dell’ariae di scambio, da canali (nei sistemi ad aria) che conduconoai terminali di erogazione costituiti da bocchette o diffu-sori o da ventilconvettori (nei sistemi ad acqua).

L’impianto di riscaldamento è dotato di valvole miscela-trici (a 3 o a 4 vie) che hanno il compito di mantenere co-stante la temperatura dell’acqua nella caldaia di un vasodi espansione che ha la funzione di compensare le varia-zioni del volume dell’acqua dovute all’aumento della tem-peratura. Può essere di tipo aperto o chiuso. È, inoltre,dotato di dispositivi di regolazione automatica e di si-curezza (manometro, termometro, valvola di sicurezza,valvola di intercettazione dell’alimentazione di combusti-bile, termostati di regolazione e a riarmo manuale, flusso-stati, valvole discarico termico).

La centrale termica (o locale caldaia) è l’ambiente checontiene il generatore di calore con il bruciatore, le pompee gli altri organi di regolazione e comando. La sua ubica-zione, le sue dimensioni e caratteristiche e la sua ventila-zione sono soggette a precise norme.

20 · In corrispondenza della strozzatura di un tubo l’effetto Venturi produce un aumento della...

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