I SEPARATORI IDRAULICI - Caleffi

1 SPEDIZIONE IN ABBONAMENTO POSTALEPUBBLICIT 70% - FILIALE DI NOVARA giugno 200018I SEPARATORIIDRAULICID imensionamentoe sceltaI COLLETTORIA PRESSIONECONTROLLATAF unzioni e caratteristicheDirettore responsabile: Marco CaleffiResponsabile di Redazione: Fabrizio GuidettiHanno collaborato aquesto numero: Mario Doninelli, Marco Doninelli, Claudio ArdizzoiaIdraulicaPubblicazione registrata presso il Tribunale di Novara al n. 26/91 in data 28/9/91 Editore:Poligrafica Moderna NovaraStampa:Poligrafica Moderna NovaraVietata la riproduzione, anche parziale,di articoli, disegni e fotografie, senzapreventiva autorizzazione scritta dell editoreo degli autori degli 229 - Km. 26,528010 Fontaneto d Agogna (NO)TEL. 0322 8491 FAX 0322 863305e-mail: I SEPARATORI idraulici4 Dimensionamento dei separatoriMetodo dei tre diametriMetodo degli attacchi alternatiMetodo della portata massimaNote in merito all utilizzo dei SEPARATORI preassemblati7 Variazioni di temperatura indotte dai separatoriPortata del primario uguale alla portata del secondarioPortata del primario inferiore alla portata del secondarioPortata del primario superiore alla portata del secondario12 Schema funzionamento invernale di un impianto con tre caldaie e separatore idraulico13 Schema funzionamento estivo di un impianto con tre caldaie e separatore idraulico14 Il separatore idraulico16 I collettori a pressione controllataI collettori a pressione controllata negli impianti a portata variabileI collettori a pressione controllata negli impianti a portata costanteOsservazioni18 Collettori di distribuzione a pressione controllataBy-pass per collettori complanariBy-pass

2 Per collettori semplici19 Collettori di distribuzione a pressione controllataBy-pass automatico per kit di distribuzione per alta temperaturaValvola di by-pass differenziale per gruppo di regolazione a punto fisso per impianti a pannelliSommarioSPEDIZIONE IN ABBONAMENTO POSTALEPUBBLICIT 70% - FILIALE DI NOVARA giugno 200018I SEPARATORIIDRAULICID imensionamentoe sceltaI COLLETTORIA PRESSIONECONTROLLATAF unzioni e caratteristicheConsulta ilsito Caleffiall @Nell ultimo numero di Idraulica (dedicato allecentrali termiche) abbiamo gi parlato deiseparatori IDRAULICI . E ne abbiamo parlatosoprattutto per mettere in evidenza che essi sonoin grado di far lavorare ogni pompa solo edesclusivamente per il suo SEPARATORI IDRAULICI consentono pertanto dievitare azioni di reciproco disturbo tra le pompeche lavorano per circuiti diversi:azioni che,come abbiamo visto, avvengono molto spessonegli impianti tradizionali e possono:far bruciare le pompe,costringendole a lavorare fuori campo; rubare forza motrice alle pompe stesse,rendendole incapaci di fornire le prestazioni richieste;generare correnti parassiteche mantengono caldi i terminali anche a pompe ferme.

3 Far funzionare gli impianti in condizioni diverse da quelle previste progettualmente:diverse cio da quelle aver considerato le prestazioni di questinuovi materiali, riteniamo utile tornare inargomento per principali metodi utilizzabili per il loro dimensionamento; possibili variazioni di temperatura che essipossono proposito di questo secondo punto, si deveinfatti considerare che i SEPARATORI non solofanno variare le pressioni differenzialidell impianto, ma (in alcuni casi) possono farvariare anche le questedovute al fatto che nei SEPARATORI possono averluogo significativi fenomeni di miscelazione:adesempio il fluido caldo di andata del generatorepu miscelarsi (in modo significativo) col fluido freddo di ritorno dai di tali possibili variazioni di temperaturabisogna tener adeguatamente contoperch possono incidere sensibilmente sia sulla resa deiterminali, sia sulla scelta dei mezzi atti adevitare la condensa dei SEPARATORI IDRAULICIIngg.

4 Marco e Mario Doninelli dello studio disegno sotto riportato rappresenta le principaligrandezze che concorrono al dimensionamento diun separatore:Si tratta di grandezze che devono essere bencorrelate fra loro. Pu essere pericoloso nonsolo sottodimensionarle, ma esempio se il diametro (D) del separatore troppo piccolo rispetto al diametro (d) degliattacchi (cio se il separatore troppo stretto),fra gli attacchi stessi del separatore possonoinsorgere P troppo elevati:cosa che di fattoannulla la stessa ragion d essere del invece il diametro (D) del separatore troppogranderispetto al diametro (d) degli attacchi (cio se il separatore troppo largo), sussiste ilpericolo di una doppia circolazione:sussiste,cio , il pericolo che il fluido del primario fluisca daun lato e quello del secondario dall altro,impedendo in tal modo all energia termica(adesempio prodotta da una caldaia o da unrefrigeratore) di raggiungere i il dimensionamento dei SEPARATORI di seguitoprenderemo in esame:1.

5 Il metodo dei tre diametri,2. il metodo degli attacchi alternati,3. il metodo della portata DEISEPARATORI4 BLAdDDimensioni principali di un separatore P troppo elevatoRappresentazione separatore troppo strettoRappresentazione separatore troppo largo5 Graficamente cos rappresentabile:Si pu generalmente considerare valido pervelocit del fluido(nei circuiti derivati) inferiori a0,9 rispetto di tale limite, infatti, si pu assicurareun P praticamente nulloagli attacchi delseparatore e consentire sia la disaerazionedell acqua,sia la sedimentazione delle impurit .Graficamente cos rappresentabile:Si pu generalmente considerare valido pervelocit del fluido(nei circuiti derivati) inferiori a1,2 metodo, rispetto a quello dei 3 diametri,consente velocit pi elevatein quanto ha unaconfigurazione che comporta minor turbolenza eminor rischi di doppia DEGLI ATTACCHI ALTERNATIMETODO DEI TRE DIAMETRI3d3d3d3dd3dMetodo dei tre diametri3d3d3dd2d2d3dMetodo degli attacchi alternatiSi utilizza per dimensionare i separatoripreassemblati.

6 Un metodo molto semplice, basato unicamentesul valore della portata massima(del primario odel secondario) che pu fluire attraverso ilseparatore stesso: valore riportato sulle specifichetecniche o sul catalogo del SEPARATORI stanno ormai generalmentesostituendo quelli artigianalidimensionati colmetodo dei tre diametri o degli attacchi alternati. Eli stanno sostituendo per diverse buone ragioni:1. possono contare(naturalmente se il Produttore serio) su una progettazione decisamente pi evoluta di quella manualee quindi pi idonea a definire forme e dimensioni ottimali;2. dispongono di sistemi pi adeguati, di quelli realizzabili artigianalmente, per permettere l eliminazione automatica dell ariae la sedimentazione delle impurit ;3. sono realizzati con trattamenti antiruggine che garantiscono la completa copertura di tutte le superfici,anche di quelle con saldature interne: cosa ben difficile da ottenere in modo artigianale;4.

7 Sono in genere dotati di un guscio coibente,(facilmente applicabile e rimovibile) con barriera al vapore,che consente un valido isolamento termico (anche nel caso di fluidi refrigerati) e facili interventi di ispezione e in merito all utilizzo dei separatoripreassemblatiMETODO DELLA PORTATA MASSIMA6 Disaeratore preformataRivestimento in alluminioValvola d intercettazione a sferaCorpo separatoreElemento separatore impurit Verniciatura con polveri epossidicheValvola d intercettazione a sferaZona deposito impurit 7 Come abbiamo gi accennato sono dovute al fattoche nei SEPARATORI IDRAULICI possono aver luogosignificativi fenomeni di cos , ad esempio, capitare che il fluido caldo proveniente dalla caldaia siaraffreddato(prima di raggiungere i terminali) dalfluido freddo che torna dai terminali questo caso i terminali vanno dimensionatitenendo conto di tale raffreddamentoe non gi ,come avviene normalmente, in base allatemperatura massima di esercizio con cui il fluidoesce dalla pu capitare che il fluido freddo chetorna dai terminali sia riscaldato(prima diraggiungere la caldaia) dal fluido caldo proveniente dalla caldaia questa che pu essere adeguatamente sfruttata(specie negli impianti a pannelli) per innalzare latemperatura di ritorno in caldaia al di sopra deivalori che comportano la condensazione deifumi(ved.)

8 Idraulica 17).Di seguito esamineremo le variazioni ditemperatura indotte dai SEPARATORI negliimpianti di riscaldamento(in quelli diraffreddamento il discorso praticamente uguale)in relazione al variare delle portate fra primarioe secondario:cio in relazione ai seguenti casi:1. portata del primario ugualealla portata delsecondario;2. portata del primario inferiorealla portata delsecondario;3. portata del primario superiorealla portata delsecondario. la situazione tipica degli impianti tradizionali,dato che in essi le pompe (o la pompa) del primariosono generalmente scelte con portate uguali aquelle del questo caso, con buona approssimazione, sipu ritenere che le temperature del primario e delsecondario risultino cos correlate:T1= T3T2= T4 Quindi un caso in cui il separatore non alterale temperature normalmente in gioco.

9 Sipossono pertanto dimensionare i terminali(come negli impianti normali) in base allatemperatura massima di esercizio con cui ilfluido esce dal DEL PRIMARIO UGUALE ALLA PORTATA DEL SECONDARIOVARIAZIONI DITEMPERATURA INDOTTEDAI SEPARATORIT1T3T2T4 questa una situazione riscontrabile negliimpianti con una o pi caldaiette quando le loropompe interne (cosa che succede spesso evolentieri)sono troppo deboli per portare aiterminali la potenza termica richiesta edisponibile. anche una situazione che si pu ritrovarenegli impianti con sottostazioni a distanza ( 17, pag. 22),quando si vuole mantenerebassa la portata del primario per contenere icosti di realizzazione dell impianto e di eserciziodelle caso in esame, si pu ritenere che letemperature del primario e del secondario sianocos correlate:T1> T3T2= T4 Pertanto la temperatura di andata delsecondario(cio quella massima del fluido inviatoai pannelli) risulta inferiore a quella di andata calcolare la temperatura massima del fluidoinviato ai terminali (T3)si pu considerare che ingenere sono noti o facilmente determinabili i valoridelle seguenti grandezze :T1temperatura di andata del primario, CQpotenza termica dell impianto, kcal/hGprportata del primario, l/hGsec portata del secondario, l/hsi pu quindi procedere nel seguente modo:1.

10 Si calcolano dapprima i salti termici del primario e del secondario: Tpr = Q/ Gpr(1a) Tsec = Q/ Gsec (1b)2. in base al valore del salto termico del primario, si determina poi la temperatura di ritorno delprimario stesso:T2= T1- Tpr (2)3. considerando che, nel caso in esame, latemperatura di ritorno del primario uguale a quella del secondario si pu calcolare infine la temperatura richiesta, che risulta:T3= T4+ Tsec = T2+ Tsec (3)Ed questa la temperatura massima diprogetto in base a cui vanno dimensionati iterminali dell impianto(ved. Quaderno, n. 2).Nota:In merito allo sviluppo di questi calcoli si rinviaall esempio di seguito DEL PRIMARIO INFERIORE ALLA PORTATA DEL SECONDARIO8T1T3T2T49 Con portata del primario superiore alla portata delsecondario si progettano soprattutto gli impiantia bassa temperatura,ed in particolare quelli simile accorgimento pu servire adinnalzare la temperatura di ritorno in caldaia edevitare quindi i problemi connessi alla condensadei fumi(ved.)