BRV Bonetti Rubinetterie Valduggia S.r.l.

MODVLVS

Regolare e distribuire energia pulita

M2 FIX3 CS - DN20

Modulo a due vie con valvola termica di ricircolo per caldaie a combustibile solido. Circolatori ad alta efficienza. Temperatura di apertura 60°C, 45°C o 55°C.

Scheda prodotto

MCCS 745

Gruppo di ricircolo anticondensazione e distribuzione con controllo termostatico della temperatura di ritorno verso generatori di calore a combustibile solido.

Scheda prodotto

ModvFresh 2

Gruppo di produzione istantanea di acqua calda sanitaria (ACS) con regolazione elettronica e circolatore ad alta efficienza.

Scheda prodotto

DomvS Circ 2

Kit di ricircolo ACS per bollitore ad accumulo. Temperatura ACS regolabile da 35 a 60°C. Disponibile versione provvista di circolatore con sensore di temperatura e timer.

Scheda prodotto

514

Valvola a sfera con filtro integrato, utilizzabile per carico impianto. Il filtro può essere rimosso per essere pulito o ispezionato. Finitura nichelata.

Scheda prodotto

789R

Valvola deviatrice termostatica regolabile con elevate prestazioni. Campo di regolazione da 38°C a 54°C. Kvs 2,5 verso la porta 1, 3,5 verso la porta 2.

Scheda prodotto

Kascata

Sistema per il collegamento in cascata di più moduli ACS ModvFresh, per portate fino a 200 l/min e potenze fino a 500 kW. Funzione antilegionella per evitare inquinamento batterico.

Scheda prodotto

M2 MIX3 FIX - DN25

Modulo a due vie con valvola miscelatrice a 3 vie con controllo elettronico per temperatura costante. Riscaldamento e raffrescamento.

Scheda prodotto

Sezione tecnica

Sezione tecnica: Solare termico


PRINCIPALI COMPONENTI E LORO FUNZIONAMENTO

Regolatore di portata: permette di adattare la portata alle esigenze dell’impianto, tramite una valvola a sfera a 3 vie. Quando la valvola è in posizione chiusa la normale circolazione viene interrotta, ed è possibile utilizzare il rubinetto laterale per il caricamento dell’impianto. E’ presente un secondo rubinetto laterale, per lo scarico.
La vicinanza dei due rubinetti agevola le operazioni minimizzando il tratto fra carico e scarico. La portata viene indicata dall’apposito cursore scorrevole: il riscontro è immediato grazie alla vicinanza alla valvola di regolazione.



(1) - Operazione di carico dell’impianto: Togliere il tappo alle valvole laterali e inserire il portagomma. Chiudere la valvola a sfera ed aprire le valvole laterali di carico e scarico. (2) - Messa in funzione dell’impianto: Aprire la valvola a sfera e chiudere le valvole laterali di carico e scarico. Rimuovere i portagomma non più utilizzati e riavvitare i tappi. Per evitare un’apertura accidentale dei rubinetti laterali, è consigliabile bloccare in posizione chiusa le manopole, come illustrato a fianco. (3) - Regolare la portata agendo sull’asta di regolazione fino a leggere la portata desiderata. N.B. La portata viene indicata prendendo come riferimento il profilo inferiore del cursore scorrevole (vedi figura).

Valvola di non ritorno “Solar”: Inserita nella valvola a sfera, garantisce tenuta e basse perdite di carico. Per escludere momentaneamente la valvola di non ritorno, ad esempio in caso di svuotamento dell’impianto, ruotare la manopola portatermometro di 45° in senso orario.

Gruppo di sicurezza: Certificato secondo la direttiva CE e approvato TÜV, protegge l’impianto da eventuali sovrapressioni. Viene tarato a 6 bar, valore oltre il quale il dispositivo interviene. E’ inoltre provvisto di manometro e di connessione verso il vaso di espansione tramite flessibile 3/4”.

Versione provvista di disaeratore: Il disaeratore è un dispositivo che separa in modo continuo l’aria che è eventualmente in circolazione insieme al fluido. L’aria viene raccolta nella zona superiore del tubo disaeratore, e può essere eliminata attraverso l’apposito spurgo, durante il funzionamento dell’impianto. Svitare la ghiera zigrinata per non più di mezzo giro. L’operazione va fatta saltuariamente.
Un’attenta progettazione ha consentito di ridurre le perdite di carico dovute al disaeratore, ottenendo un Kvs pari a 14.

ATTENZIONE: Per evitare fuoriuscite dirette del liquido, vista l’elevata temperatura di funzionamento, è consigliabile raccordare un tubetto all’apposita estremità dello spurgo.

La costante ricerca della qualità ha inoltre spinto BRV a realizzare
un’ analisi sul disaeratore di cui è disponibile il test report.


LA PROGETTAZIONE DI UN IMPIANTO SOLARE

Il dimensionamento di un impianto solare differisce sostanzialmente da quello di un impianto di riscaldamento tradizionale. Il sole non fornirà la totalità dell’energia necessaria, ma solamente una quota.
Un adatto accumulo di energia supplirà alla mancanza di radiazione nei brevi periodi, mentre si ricorrerà ad una fonte ausiliaria nei periodi sfavorevoli di lunga durata.
E’ essenziale sapere quale frazione del carico termico la sezione solare è in grado di soddisfare. La quota di energia utile raccolta dipende da molti parametri, innanzitutto dall’efficienza dei collettori solari.
Questa è in relazione alle caratteristiche del collettore (proprietà ottiche, isolamento), alla temperatura di utilizzo, all’inclinazione e orientamento del collettore, all’irraggiamento, alla temperatura esterna, alla velocità del vento.

L’efficienza di un collettore solare viene definita come il rapporto fra l’energia utile asportata Fr e la radiazione incidente sul piano Iβ. L’energia utile si può calcolare come differenza fra l’energia assorbita e l’energia perduta, tenendo conto del prodotto trasmissività-assorbimento τα e del coefficiente di dispersione termica Uc.

In definitiva, l’efficienza istantanea di un collettore può essere così espressa:
 

 
dove Ti è la temperatura del fluido all’ingresso e Ta è la temperatura ambiente.
Ogni collettore viene testato in condizioni di funzionamento ed i punti sperimentali riportati sul piano:
 

 
Unendo i punti si ottiene la retta di efficienza istantanea (fig. 1)

Fig. 1 - Retta di efficienza di un collettore
 


La radiazione incidente sul collettore rivolto verso l’equatore e inclinato di un angolo β si può valutare come dato di calcolo in
800 W/m2 (* vedi note). Risulta chiaro dal grafico che a parità di Ta (es. 10°C) con Ti basse (es. 26°C) l’efficienza risulta:


Mentre con Ti alte (es. 80°C) η ≅ 0,4.

Evidentemente si tratta di due punti di funzionamento con efficienze molto diverse. Per questa ragione è necessario considerare un punto di funzionamento intermedio (per convenzione 0,04 → η ≅ 0,62 come rappresentato in fig.1). In base a queste considerazioni l’energia che effettivamente viene asportata dal fluido e immessa nell’impianto risulta solamente il 62% (fig. 2).

 
Fig. 2 - Schema di un impianto solare

 

(*) Note:
La densità di potenza media della radiazione solare all’esterno dell’atmosfera terrestre è di circa 1367 W/m2. Sulla superficie terrestre invece, il valore massimo raramente supera i 1100 W/m2, a causa dell’effetto filtro dovuto ai componenti atmosferici (gas, vapore, pulviscolo) che assorbono e diffondono parte dell’energia.
Più realisticamente, in sede di dimensionamento, si è soliti considerare da una radiazione utile media di 800 W/m2 ad una radiazione utile massima di 1000 W/m2, tendendo presente che vari altri fattori peggiorativi inevitabilmente intervengono, riducendo ulteriormente  la radiazione raccolta dal pannello solare.

Quindi il modulo solare dovrà garantire una portata termica qa di circa 500 W ogni m2 di superficie captante. E’ bene che in uscita dal collettore la temperatura Tu non sia più di 6-9 K rispetto a quella in ingresso.
Considerando il calore specifico del fluido pari a c=4000 J/kg K il tasso di flusso circolante nel modulo risulta: 

 
I nostri moduli solari prevedono sei modelli diversi di misuratore di portata: per piccoli impianti 1÷6 l/min e 2÷12 l/min (360 l/h e 720 l/h); per medi impianti 8÷28 l/min e 8÷38 l/min (1700 l/h e 2300 l/h); per impianti ad alta portata 5÷42 l/min e 20÷70 l/min (2500 l/h e 4200 l/h). Per fare un esempio indicativo, nel primo caso è possibile montare fino a 8,5 m2 di pannelli, fino a 17 m2 nel secondo caso, ecc.

Nella progettazione di un impianto solare una fase importante è il calcolo delle perdite di carico causate dalle resistenze di attrito incontrate dal fluido. E’ necessario conoscere le perdite di carico di tutti i componenti del circuito. Oltre alla stazione solare dobbiamo considerare lo scambiatore di calore inserito nell’accumulo, i pannelli solari e i tubi di collegamento. Le perdite di carico sono legate al tasso di flusso. A titolo di esempio consideriamo un impianto di 22,5 m2.
Quindi qt risulta: qt = 16 l/min ≅ 1000 kg/h.
Relativamente a quest’ultimo valore le perdite di carico sono calcolate come segue.

Per quanto riguarda le perdite di carico nello scambiatore il suo costruttore dovrebbe fornire il relativo valore. In mancanza di dati certi, considerando una serpentina di adeguate dimensioni (sezione e lunghezza) possiamo considerare ∆ps = 200 mm H2O.

Stesso discorso per i collettori solari: anche qui consideriamo una perdita di carico di circa 75 mm/m2.
Quindi ∆pc = 75 × 22,5 = 1600 mm H2O.

Le perdite di carico dovute ai tubi di collegamento, per ipotesi utilizzando tubo rame 22×1 su due tratte di 20 m di andata e 20 m di ritorno (per un totale di 40 m), sono facilmente calcolabili utilizzando il diagramma di fig. 3 e tenendo conto di una maggiorazione del 25% dovuta a perdite localizzate (curve e raccorderia in genere).
 
Fig. 3 - Perdite di carico in tubazioni di rame
  

∆pt = (40 × 30) + 25% = 1500 mm H2O

La totalità delle perdite di carico fin qui determinate porta ad un valore:
∆p = ∆ps + ∆pc + ∆pt = 200 + 1600 + 1500 = 3300 mm H2O
A questo punto è necessario considerare la presenza del modulo per stabilire in definitiva il tipo di circolatore.
Considerando qt sempre 1000 l/h ed utilizzando ad esempio un S2 Solar 3 8-28 l/min (480-1680 l/h), le perdite di carico del modulo risultano:≅ 400 mmH2O ≅ 0,4 mH2O (fig. 4). Complessivamente otteniamo una perdita di carico di ≅ 3700 mmH2O ≅ 3,7 mH2O.

Fig. 4
- Curve caratteristiche dei moduli e dei circolatori


Cliccare sul grafico per scaricare la versione pdf in alta risoluzione; cliccare qua per scaricare il grafico in formato DXF/DWG

Si determina la pompa con la curva caratteristica che più si approssima per eccesso al punto di funzionamento calcolato; quindi la scelta cade su un circolatore con prevalenza max di 6 m. Rimane perciò margine per adeguare le sue prestazioni alle caratteristiche dell’impianto. Agendo sul selettore di velocità del circolatore (es. da III a II) o sul regolatore di portata, si riporta il funzionamento al valore di portata determinato in precedenza: 1000 kg/h ≅ 16 l/min.


L’affidabilità di un impianto solare dipende dalla qualità e durata dei componenti e dei materiali impiegati. Naturalmente si dovrà accertare che tutti i materiali corrispondano al progetto ed alle prescrizioni della ditta costruttrice. Conviene, inoltre, verificare l’esattezza del percorso delle tubazioni in riferimento all’equilibratura dell’impianto; a questo proposito deve essere effettuato il controllo sulla compensazione del circuito.
Occorre porre attenzione, poi, a tutta la parte di regolazione, verificando innanzitutto che la sonda al collettore sia posizionata correttamente, che la sonda nel bollitore sia immersa sufficientemente, che la centralina sia stata installata con le dovute precauzioni.
Le prove di funzionamento prevedono solitamente una prova di circolazione del fluido ed una prova di tenuta idraulica.
Le recenti disposizioni di legge sul risparmio energetico e sull’obbligo di fare ricorso a fonti alternative, impongono anche nel settore solare la verifica dell’impianto.

Il collaudo termico di un impianto solare si effettua per rilevarne il rendimento e la quantità di energia trasferibile all’utenza. Le grandezze che serve rilevare per tale verifica sono:
  • Temperatura del fluido all’entrata e all’uscita dei collettori solari;
  • Temperatura di entrata e di uscita nello scambiatore, lato carico (sanitario e riscaldamento);
  • Portata del fluido nel circuito solare e in quello di carico.
Il rendimento medio dell’impianto solare ηm si può calcolare:
 

nella quale Qu = qm × c × ∆t è la potenza espressa in [kW]; H è l’energia solare incidente sul piano del collettore nel periodo di tempo stabilito [kJ/m2 · periodo]; Ac è l’area della superficie captante.


Considerazioni sulle tecniche “High Flow” e “Low Flow”

In base alla modalità di funzionamento gli impianti solari possono essenzialmente essere suddivisi in due tipologie: high flow e low flow; il fattore ne che discrimina l’appartenenza ad una o all’altra famiglia è la portata specifica circolante nei pannelli che, nel primo caso, si attesta su valori di 0,5÷0,85 l/(min×m2), mentre nel secondo a circa 0,25÷0,35 l/(min×m2).

Per effettuare un dimensionamento di massima come quello oggetto dell’esempio precedente, occorre tenere presente che, a partire dalla superficie captante disponibile e quindi dalla effettiva potenza fornita dai pannelli, la scelta di una o dell’altra tecnica porta ad avere un ∆T sullo scambiatore nettamente differente: gli impianti high flow lavorano con un salto termico al massimo di 10 K mentre nei low flow questo valore sale fino a 25 K.
Partendo da tali considerazioni ed assumendo come valori esemplificativi di portata specifica rispettivamente 0,7 l/(min×m2) e 0,3 l/(min×m2) per le due tipologie di impianto, la tabella a fianco mostra le potenze termiche massime generabili in base alle differenti “taglie” dell’impianto.

Il dimensionamento descritto nelle pagine precedenti ricade nel caso di un impianto high flow. Se invece si fosse optato per l’utilizzo del sistema low flow sarebbe stato necessario riconsiderare anche tutta la sezione del calcolo che riguarda la valutazione delle perdite di carico e la conseguente scelta del circolatore.

Tendenzialmente sono i sistemi high flow a trovare maggiore applicazione, mentre con la tecnologia low flow, grazie all’elevato ΔT proprio del sistema, è possibile ottenere ottimi risultati qualora si intenda spingere significativamente la stratificazione dell’accumulatore.
Potenza termica massima generabile *
Portata
dell'impianto
Sistema Low Flow
Q= 0,3 l/min
×m2
ΔT = 25 K
Sistema High Flow
Q= 0,7 l/min
×m2
ΔT = 10 K
1-6 l/min 20 kW 8,5 kW
2-12 l/min 40 kW 17 kW
8-28 l/min 93 kW 40 kW
8-38 l/min 127 kW 54 kW
5-42 l/min 140 kW 60 kW
20-70 l/min 233 kW 99 kW

* ATTENZIONE: in sede di dimensionamento, verificare la compatibilità dello scambiatore con le potenze richieste e/o suddividere gli accumuli.
Realizzato da BluePine Technology