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Unità di miscelazione per riscaldamento a pavimento

L’uso di sistemi di riscaldamento a pavimento per il riscaldamento degli ambienti non è più un’innovazione. Molti sono dotati di pavimenti caldi, se non dell’intera casa, quindi di stanze separate, ad esempio un bagno o un soggiorno. Naturalmente, altri dispositivi di riscaldamento vengono utilizzati contemporaneamente a pavimenti caldi, ad esempio radiatori familiari a tutti. I “pavimenti caldi” si riferiscono agli impianti di riscaldamento a bassa temperatura e ai radiatori di riscaldamento – a quelli ad alta temperatura, quindi un elemento obbligatorio nel sistema di riscaldamento a pavimento è un’unità di miscelazione per un pavimento caldo. La funzione principale di questo nodo è mescolare, come suggerisce il nome. A cosa serve l’unità di miscelazione, con cosa si mescola, qual è il principio del suo funzionamento, nonché l’algoritmo di installazione e regolazione: ti diremo tutto questo in questo articolo. Daremo anche esempi di schemi di lavoro per l’installazione di un’unità di miscelazione nel circuito di riscaldamento e delineeremo le sfumature.

Perché hai bisogno di un’unità di miscelazione per un pavimento caldo?

È necessario chiarire immediatamente che l’unità di miscelazione è necessaria solo per il sistema idrico del pavimento caldo, poiché lo stesso liquido di raffreddamento scorre al suo interno come nei radiatori di riscaldamento. Di norma, l’impianto di riscaldamento è organizzato nel modo seguente: una caldaia che riscalda il liquido di raffreddamento, un circuito di radiatori ad alta temperatura e un circuito o più circuiti di un riscaldamento a pavimento ad acqua.

La caldaia riscalda naturalmente l’acqua fino alla temperatura richiesta per i radiatori ad alta temperatura. Molto spesso è 95 ° C, ma a volte vengono utilizzati radiatori per una temperatura di 85 – 75 ° C. Secondo gli standard sanitari, la temperatura della superficie del pavimento non deve superare i 31 ° C, ciò è dovuto a molte ragioni e, prima di tutto, a una comoda permanenza sul rivestimento del pavimento, in modo che non sia né freddo né caldo. Tenendo conto dello spessore del massetto, in cui sono incorporati i tubi del sistema “pavimento caldo”, nonché dello spessore e del tipo di rivestimento del pavimento, la temperatura del liquido di raffreddamento nei tubi del pavimento caldo dovrebbe essere 35 – 55 ° C e non superiori. È logico supporre che sia impossibile dirigere l’acqua direttamente dalla caldaia al circuito di riscaldamento a pavimento, poiché la sua temperatura è troppo alta. Cosa fare? Come abbassare la temperatura del liquido di raffreddamento?

era con lo scopo di abbassare la temperatura del liquido di raffreddamento all’ingresso del circuito di riscaldamento a pavimento viene utilizzato un gruppo di miscelazione per riscaldamento a pavimento. Mescola il liquido di raffreddamento caldo e il mezzo di trasferimento del calore più freddo del sistema di riscaldamento a pavimento. Di conseguenza, la temperatura media si abbassa, il liquido di raffreddamento viene fornito al circuito. Tutti i circuiti di riscaldamento della casa funzionano correttamente: l’acqua calda viene fornita al circuito del radiatore a una temperatura di 95 ° e al circuito di riscaldamento a pavimento – a una temperatura di 55 °.

Se sei interessato alla domanda se sia possibile fare a meno di un’unità di miscelazione e in quali situazioni, allora risponderemo: questo è possibile. Se l’intera casa viene riscaldata utilizzando circuiti a bassa temperatura e la fonte di calore riscalda il mezzo di riscaldamento solo per l’impianto di riscaldamento alla temperatura specificata, è possibile omettere le unità di miscelazione. Un esempio di tale sistema di riscaldamento sarebbe l’uso di una pompa di calore ad aria. Se la fonte di calore riscalda l’acqua non solo per i pavimenti caldi, ma anche per una doccia, la cui temperatura è di 65 – 75 ° C, è necessaria l’installazione di un’unità di miscelazione.

Come funziona l’unità di miscelazione per riscaldamento a pavimento?

Convenzionalmente, il funzionamento del gruppo di miscelazione può essere descritto come segue: il liquido caldo raggiunge il collettore del riscaldamento a pavimento e si appoggia alla valvola di sicurezza con un termostato, se la sua temperatura è superiore a quella richiesta, la valvola viene attivata e apre il freddo flusso di ritorno, si verifica la miscelazione – miscelazione di refrigerante caldo e freddo. Non appena la temperatura raggiunge i valori richiesti, la valvola viene nuovamente attivata e interrompe l’alimentazione del vettore di calore caldo. Considereremo il lavoro del nodo in modo più dettagliato di seguito, poiché può essere organizzato in due modi..

Il collettore per riscaldamento a pavimento serve non solo a regolare la temperatura del liquido di raffreddamento, ma anche a garantirne la circolazione nel circuito. Pertanto, il gruppo collettore è costituito da due elementi principali:

Valvola di sicurezza, di cui abbiamo già parlato. Alimenta il circuito di riscaldamento a pavimento con refrigerante caldo quanto basta, controllando la temperatura in ingresso.
Pompa di circolazione, che assicura il movimento dell’acqua nel circuito di riscaldamento a pavimento ad una determinata velocità. Ciò garantisce che il riscaldamento dell’intera area di riscaldamento a pavimento sia uniforme..

Oltre agli elementi principali, l’unità di miscelazione può includere: circonvallazione, che protegge il nodo dai sovraccarichi, drenaggio e valvole di intercettazione e prese d’aria. Pertanto, il gruppo di miscelazione del collettore può essere realizzato in vari modi, a seconda delle attività..

L’unità di miscelazione viene sempre installata prima del circuito di riscaldamento a pavimento, ma il luogo stesso della sua installazione potrebbe essere diverso. Ad esempio, può essere equipaggiato direttamente in un locale con riscaldamento a pavimento, in un locale caldaia alla separazione dei collettori diretti al circuito ad alta temperatura e al circuito a bassa temperatura. Se ci sono molte stanze con pavimenti caldi, le unità di miscelazione vengono installate in ciascuna stanza separatamente o nell’armadio del collettore più vicino..

La principale differenza nel funzionamento dei gruppi di miscelazione è che possono essere utilizzate diverse valvole di sicurezza. Le più comuni sono le valvole a 3 vie e le valvole a 2 vie..

Gruppo di miscelazione con valvola a due vie

Una valvola a due vie è talvolta chiamata anche valvola di alimentazione. Su questa valvola è installata una testa termostatica con sensore di liquido, che monitora costantemente la temperatura del liquido di raffreddamento che entra nel circuito di riscaldamento a pavimento. La testa apre e chiude la valvola, e quindi aggiunge o interrompe l’alimentazione del vettore di calore caldo proveniente dalla caldaia di riscaldamento.

Si scopre che la miscelazione dei refrigeranti avviene in questo modo: il refrigerante dal ritorno viene costantemente fornito e il refrigerante caldo viene fornito solo quando necessario, ad es. la sua alimentazione è regolata da una valvola. A questo proposito, il pavimento caldo non si surriscalda mai e la sua durata è estesa. La valvola a due vie ha una bassa capacità di flusso, grazie alla quale il controllo della temperatura del liquido di raffreddamento avviene senza intoppi, senza salti improvvisi.

La maggior parte degli installatori di impianti di riscaldamento a pavimento preferisce installare un’unità di miscelazione dell’acqua con una valvola a due vie nel riscaldamento a pavimento. Ma c’è una limitazione: non è pratico installarli se l’area riscaldata è superiore a 200 m2.

Gruppo di miscelazione con valvola a tre vie

La valvola a tre vie combina le funzioni di una valvola di bypass di alimentazione e di una valvola di bilanciamento del bypass. La sua principale differenza è che mescola al suo interno un refrigerante caldo con un flusso di ritorno freddo. Le valvole a tre vie sono spesso dotate di servoazionamenti che controllano dispositivi termostatici e regolatori con compensazione del clima. All’interno di tale valvola è presente una serranda, che si trova nella zona di 90 ° tra il tubo per l’alimentazione del liquido di raffreddamento caldo dalla caldaia e il tubo dal ritorno. È possibile impostare qualsiasi posizione – centrale o con una pendenza su uno dei lati, a seconda del rapporto richiesto della miscela di ritorno e acqua calda.

Si ritiene che questo tipo di valvola sia universale e indispensabile negli impianti di riscaldamento con regolatori dipendenti dal clima e semplicemente in impianti di grandi dimensioni con molti circuiti..

Da notare anche gli svantaggi delle valvole a tre vie. In primo luogo, non è escluso il caso in cui, su segnale del termostato, la valvola a tre vie si apra e immetta nel circuito di riscaldamento a pavimento il liquido di raffreddamento caldo con una temperatura di 95 °C. I bruschi sbalzi di temperatura sono inaccettabili nel funzionamento del riscaldamento a pavimento, i tubi possono scoppiare a causa di una pressione eccessiva. In secondo luogo, a causa della grande portata delle valvole a tre vie, anche uno spostamento minimo nella regolazione della valvola porterà ad una significativa variazione di temperatura nel circuito..

Perché vengono utilizzati raccordi climatizzati? Per modificare la potenza del sistema “pavimento caldo” in base alle condizioni meteorologiche. Ad esempio, con un forte calo della temperatura fuori bordo, la stanza si raffredda più velocemente, il che significa che il pavimento caldo non farà fronte al compito di riscaldare la casa. Per aumentare la sua efficienza, è necessario aumentare la temperatura del liquido di raffreddamento e il flusso.

Ovviamente è possibile utilizzare valvole ad azionamento manuale e ruotare manualmente la valvola ogni volta che la temperatura cambia. Ma è difficile stabilire la modalità ottimale in questo modo. Pertanto, vengono utilizzate valvole con controllo automatico. Il controller meteorologico calcola la temperatura richiesta e controlla la valvola in modo molto fluido. L’intero spettro a 90° è suddiviso in 20 sezioni da 4,5°. Il controller controlla la temperatura ogni 20 secondi e se la temperatura effettiva del mezzo di riscaldamento fornito al pavimento caldo non corrisponde a quella calcolata, il controller ruota la valvola di 4,5 ° nella direzione richiesta.

Inoltre, il controller consente di risparmiare energia. Se tutti i residenti della casa sono assenti, riduce la temperatura della casa e la mantiene entro il valore impostato.

Schema unità di miscelazione riscaldamento a pavimento

Di seguito sono riportati gli schemi di unità di miscelazione più comuni, ma in realtà ce ne sono molti di più. La miscelazione dei portatori di calore può essere effettuata sia fino ai collettori che direttamente ad ogni ramo dei gruppi collettori. Inoltre, ogni gruppo collettore dovrà essere dotato di propri termostati, flussometri e valvole..

Schemi unità di miscelazione (ecco come si presenta l’unità di riscaldamento a pavimento):

Gruppo di miscelazione per riscaldamento a pavimento Valtec per un circuito (fino a 20 m2).

Gruppo di miscelazione per riscaldamento a pavimento Valtec per un circuito (fino a 20 m2) Con regolazione automatica

Collettore per riscaldamento a pavimento Valtec per 2 – 4 circuiti (20-60 m2).

Gruppo di miscelazione per riscaldamento a pavimento Valtec per 2 – 4 circuiti (20-60 m2) Con regolazione automatica

Collettore per riscaldamento a pavimento Valtec per 3-12 circuiti (30-150 m2).

Con l’aiuto di una valvola di bilanciamento, viene regolato il rapporto tra le portate del vettore di calore caldo e del vettore di calore freddo dal flusso di ritorno. Viene infatti impostata la temperatura del circuito di riscaldamento a pavimento. La valvola viene girata con una chiave esagonale. Per evitare di spostare accidentalmente la posizione della valvola, è fissata con una vite di bloccaggio. C’è anche una scala di flusso sulla valvola: la portata della valvola va da 0 a 5 m3 / h.

Questa valvola viene utilizzata per collegare il gruppo di miscelazione con tutti gli altri elementi dell’impianto. La valvola può essere ruotata anche con una chiave esagonale.

Questa è una valvola di sicurezza, il cui compito è proteggere la pompa da una modalità in cui il flusso del liquido di raffreddamento attraverso di essa si interrompe. Questa valvola si attiva se la pressione nell’impianto scende al valore impostato. Il valore si imposta con la manopola.

Schemi di installazione delle unità di miscelazione:

Inoltre, gli schemi differiscono a seconda che l’impianto di riscaldamento sia a un tubo oa due tubi. Ad esempio, con un impianto monotubo, il bypass è sempre in posizione aperta, in modo che parte del liquido di raffreddamento caldo possa sempre seguire ulteriormente verso i radiatori (foto sotto).

In un sistema di riscaldamento a due tubi, il bypass è chiuso, poiché non è necessario (foto sotto).

Si prega di notare che il gruppo collettore del riscaldamento a pavimento non deve essere installato prima del circuito dei radiatori. Se l’area della casa non è troppo grande e la caduta di temperatura del liquido di raffreddamento non è troppo grande, è possibile installare un collettore con un’unità di miscelazione sul ritorno del circuito del radiatore.

Installazione del gruppo pompa di miscelazione per riscaldamento a pavimento

Dopo aver installato l’unità di miscelazione secondo lo schema selezionato, il suo funzionamento deve essere regolato. L’installazione in sé è abbastanza semplice, è sufficiente collegare i tubi tra loro, ma l’installazione richiederà chiarimenti.

La capacità richiesta della valvola di bilanciamento viene calcolata utilizzando la formula:

In cui si,

t1 – la temperatura del liquido di raffreddamento nel tubo di alimentazione del circuito dei radiatori (circuito ad alta temperatura);

alimentazione t2 – temperatura del liquido di raffreddamento nel tubo di alimentazione del circuito di riscaldamento a pavimento;

t2rev – la temperatura del liquido di raffreddamento nel tubo di ritorno del circuito di riscaldamento a pavimento;

KυT – coefficiente = 0,9.

Esempio di calcolo:

Supponiamo che t1 = 95 ° С, t2 alimentazione = 45 ° С, t2rev = 35 ° С. Sostituisci i valori nella formula:

Il valore ottenuto di Kυb impostato sulla valvola di bilanciamento.

Per impostare la pompa è necessario calcolare la portata del fluido riscaldante nel circuito di riscaldamento a pavimento insieme al collettore e la perdita di pressione nel circuito dopo il gruppo di miscelazione.

La portata del liquido di raffreddamento nel circuito di riscaldamento a pavimento si calcola con la formula:

In cui si,

G2 – la portata del portatore di calore nel circuito di riscaldamento a pavimento – nel circuito secondario;

Q – la somma delle potenze termiche di tutti i dispositivi collegati dopo il gruppo di miscelazione;

C – capacità termica del liquido di raffreddamento. Se il liquido di raffreddamento è acqua, allora c = 4,2 kJ / (kg * ° C);

alimentazione t2 e t2rev temperatura del liquido di raffreddamento nel circuito di riscaldamento a pavimento: sulla tubazione di mandata e sul ritorno;

Esempio di calcolo:

Per calcolare la perdita di pressione nel circuito di riscaldamento a pavimento è necessario eseguire un calcolo idraulico. Per comodità, è possibile utilizzare un programma di calcolo gratuito sul sito Web del produttore del gruppo miscelatore, ad esempio il programma Valtec.prg.

In base ai grafici sottostanti, è necessario determinare la velocità della pompa.

Per prima cosa, segnare il punto che corrisponde alla portata e alla prevalenza della pompa. La curva che è al di sopra del punto ottenuto corrisponderà alla velocità della pompa. La portata risultante = 0,86 m3/h, prevalenza della pompa = 4,05 m.c..

Le perdite di carico nei circuiti dopo il gruppo di miscelazione sono prese con un margine di 1 m w.st.

ΔPn = ΔPñ + 1 = 4.05 + 1 m v.st.

Programma della pompa:

Se per qualche motivo non è possibile calcolare la pompa, è possibile saltare questo passaggio di configurazione. In questo caso è necessario portare la pompa al minimo. Se in futuro, nel processo di bilanciamento del sistema, si scopre che la velocità non è sufficiente, basta mettere la pompa ad alta velocità.

Innanzitutto è necessario chiudere la valvola di bilanciamento e di intercettazione del circuito (primario) del radiatore. Togliamo il coperchio dalla valvola e lo giriamo in senso orario finché non si ferma con una chiave esagonale.

I rami del circuito di riscaldamento a pavimento sono bilanciati mediante valvole di bilanciamento. Se dopo l’unità di miscelazione c’è solo un ramo – un circuito di riscaldamento a pavimento, non è necessario bilanciare nulla.

Come funziona il bilanciamento:

I regolatori di bilanciamento devono essere aperti al massimo;
Sul ramo con la massima deviazione della portata (portata effettiva da progetto), la valvola deve essere chiusa alla misura richiesta.
Tutti i rami del pavimento caldo sono regolati allo stesso modo..
Se si perde la portata dopo aver bilanciato i rami, è necessario correggerla nuovamente..
Se non è stato possibile impostare la portata richiesta anche con le valvole aperte, la pompa deve essere commutata ad una velocità maggiore..

Per prima cosa apriamo la valvola di bilanciamento e di intercettazione del circuito dei radiatori, che abbiamo chiuso all’inizio. È necessario aprirlo nella posizione che fornirà il flusso di refrigerante richiesto.

La portata del mezzo di riscaldamento può essere monitorata mediante misuratori di portata. È anche possibile controllare la linea di ritorno del riscaldamento a pavimento.

La portata del liquido di raffreddamento nel circuito del radiatore si calcola con la formula:

Conosciamo già tutti i valori dei calcoli precedenti, quindi calcoliamo:

Impostiamo la pressione della valvola, il suo valore dovrebbe essere inferiore del 5 – 10% della pressione massima della pompa a una data velocità. Il valore massimo della pressione della pompa deve essere determinato dalla caratteristica della pompa.

La valvola di bypass della pompa dovrebbe aprirsi solo in una situazione in cui la pompa sta lavorando per aumentare la pressione e non c’è praticamente flusso d’acqua.

Il grafico seguente mostra come viene determinato il valore della valvola di bypass.

In assenza di movimento dell’acqua nella tubazione alla prima velocità, la pressione della pompa è di 3,05 mWC. o 0,3 bar. A una velocità media – 4,5 m h.st. o 0,44 bar, al massimo – 5,5 m c.c. o 0,54 bar.

Impostare la valvola di bypass su 0,54 – 5% = 0,51 bar.

È necessario verificare l’uniformità di riscaldamento dei rami del riscaldamento a pavimento e la correttezza del rapporto di temperatura nei circuiti.

Deve valere la seguente uguaglianza:

Indice “R” significa che il valore è calcolato e l’indice “F” – effettivo.

Se l’uguaglianza non è soddisfatta, dovresti avvicinarti ¼ ruotare la valvola di intercettazione di bilanciamento del circuito dei radiatori e riprendere le letture ed eseguire i calcoli.

Se l’uguaglianza è vera, l’unità di miscelazione funziona correttamente, è necessario installare la testina termica o il servoazionamento in posizione, indossare cappucci protettivi su tutti gli elementi che lo richiedono e serrare la vite della valvola di bilanciamento.

Esempio di calcolo:

La deviazione nei valori è del 6,6%, che è inferiore al 10%. Ciò significa che l’unità di miscelazione è configurata correttamente, è possibile installare la testina termica e i cappucci di protezione e iniziare a far funzionare il circuito di riscaldamento.

L’unità di miscelazione del riscaldamento è installata in un armadio collettore, che di solito si trova in una stanza con pavimenti caldi e accanto ad essa. Ma puoi anche installarlo vicino alla caldaia del riscaldamento, se la distanza dal pavimento caldo non è troppo grande. Tutti gli elementi dell’unità di miscelazione possono essere assemblati indipendentemente oppure è possibile acquistare un prodotto finito. Tutto dipende dalle tue capacità e conoscenze.