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Autore: Federico Re Ferrè
Punti chiave dell’articolo
- Le valvole termostatiche permettono di regolare la temperatura dei singoli ambienti, migliorando comfort abitativo ed efficienza energetica.
- La struttura base prevede una valvola e una testa termostatica; le versioni manuali sono semplici da usare, mentre quelle elettroniche offrono funzioni smart di programmazione e controllo remoto.
- Il corretto dimensionamento e la taratura delle valvole sono essenziali per garantire un bilanciamento idraulico efficace e ottimizzare la distribuzione del calore.
- L’installazione adeguata deve considerare diametro, materiale e forma delle tubazioni, così da scegliere la valvola più adatta e assicurare un impianto performante.
La regolazione ambiente è uno dei principali temi dell’efficienza energetica. La possibilità di poter regolare il singolo terminale ambiente è il livello più avanzato della regolazione che permette la massima efficienza e il miglior comfort.
Nel caso di impianti a radiatori il dispositivo di regolazione ambiente è la cosiddetta valvola termostatica. Nel proseguo di questo articolo verranno illustrate le caratteristiche principali delle valvole termostatiche, le tipologie più comuni e le informazioni necessarie dimensionamento delle valvole termostatiche.
Struttura e funzionamento delle valvole termostatiche
La valvola termostatica è composta da due parti principali: la valvola vera e propria e la testa termostatica. Ogni radiatore è dotato di una valvola che può essere termostatizzabile (ovvero può ospitare una testa termostatica) o non termostatizzabile.
Una valvola termostatizzabile è dotata di un piccolo pistone che viene regolato dalla testa termostatica per chiudere o aprire l’otturatore della valvola e regolare quindi il flusso d’acqua al terminale.
La valvola termostatica manuale è solitamente dotata di una scala graduata (compresa tra 0 a 5) che consente all’utente di impostare una temperatura ambiente desiderata. La scala graduata copre un campo di temperatura tra 5° e 28°C (i campi di temperatura possono variare leggermente a seconda di marca e modello).
Quando l’utente sceglie un valore imposta l’apertura della valvola che consente il mantenimento di quella temperatura nella stanza; se la temperatura della stanza varia nell’arco della giornata (per maggiori o minori apporti solari, variazioni di temperatura esterna, etc) il bulbo all’interno della testa termostatica si dilata (maggiore calore) o si ritrae (minor calore) andando a premere o rilasciare il pistone (anche detto asta) della valvola collegato all’otturatore e consentendo rispettivamente un minore o maggiore passaggio di acqua.
Il bulbo termosensibile può essere solido (solitamente cera), liquido o gassoso.
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Fattori da considerare per l’installazione delle valvole termostatiche
Quando si deve valutare l’installazione di valvole termostatiche sui radiatori ci sono alcuni fattori che devono assolutamente essere presi in considerazione:
- Diametro della tubazione o della valvola esistente non termostatizzabile: necessario per scegliere la dimensione della nuova valvola.
- Materiale della tubazione: mentre i tubi in acciaio hanno raccordi filettati, quelli in rame o in PVC necessitano di attacchi diversi detti “raccordi a stringere”.
- Forma della valvola: le valvole possono avere una forma a squadra, in linea o ad H (dette anche valvole monotubo).
Sapendo le caratteristiche sopra citate è possibile selezionare da un catalogo la nuova valvola termostatica e, se necessario, il nuovo detentore, ovvero la valvola che consente l’uscita dell’acqua dal terminale.
Dimensionamento valvole termostatiche e taratura
- Successivamente al dimensionamento della valvola è necessario tarare la valvola. Molte valvole termostatiche sono dotate di una pre-taratura (detta anche pre-regolazione), ovvero una scala graduata (differente da quella presente sulla testa termostatica) che permette di selezionare le perdite di carico da associare alla valvola.
- In caso di un impianto nuovo di cui si conosca la distribuzione è possibile calcolare con sufficiente precisione le portate e le perdite di carico di ogni ramo e conseguentemente pre-tarare le valvole di ogni radiatore per bilanciare l’impianto, ovvero assicurarsi un’ottimale distribuzione del fluido in ogni ramo.
- In caso l’impianto sia esistente e non si conosca la distribuzione è possibile fare una stima della portata circolante nel radiatore.
Per stimare la portata bisogna dapprima fare una stima della potenza del radiatore in condizioni nominali, rilevando altre grandezze relative al radiatore. Un radiatore è caratterizzato dai seguenti parametri:
- Materiale (ghisa, alluminio o acciaio)
- Larghezza o numero di elementi
- Altezza
- Profondità o numero di colonne
Grazie a questi dati è possibile calcolare la resa termica del radiatore (normativa UNI EN 442) e successivamente determinare la portata con la seguente formula:
G [l/h] = Q [W] / (∆T [°C] × 3600 × 4,184 × 1000)
Dove:
- G = portata in [l/h]
- Q = potenza in [W]
- ∆T = differenza di temperatura mandata-ritorno dell’acqua in [°C]
Da normativa si può considerare che un sistema a radiatori di ghisa abbia una temperatura in mandata di 75°C e una temperatura in ritorno di 65°C. Utilizzando dei coefficienti propri di ogni terminale è possibile calcolare la resa termica a temperature diverse.
Limiti delle valvole termostatiche tradizionali
Le valvole termostatiche tradizionali sono sensibili al calore localizzato nelle loro vicinanze; nel caso siano coperte da tende o soggette a cappe di calore poco rappresentative della temperatura della stanza, possono rilevare valori errati e regolare in modo scorretto.
In questi casi è possibile adottare sensori da porre a distanza. Il principio di funzionamento è sempre lo stesso, ma il comando termostatico è posto a circa 1,5 m di distanza, in modo da rilevare meglio la temperatura ambiente e comunicare con la valvola tramite un capillare.
Valvole termostatiche elettroniche: gestione smart della regolazione ambiente
Di diverso tipo sono invece le valvole termostatiche elettroniche (dette anche smart valve o valvole intelligenti), che hanno funzionalità aggiuntive molto maggiori:
- possibilità di essere comandate da remoto
- programmazione per orari di funzionamento
- rilevamento di finestre aperte
- comunicazione con altri dispositivi
Queste caratteristiche le rendono particolarmente adatte per un controllo evoluto della regolazione ambiente e per massimizzare l’efficienza energetica degli impianti di riscaldamento.
Conclusioni
Il corretto dimensionamento delle valvole termostatiche e una loro adeguata installazione sono fondamentali per ottimizzare i consumi e migliorare il comfort abitativo. La scelta tra valvole manuali ed elettroniche dipende dalle esigenze dell’impianto e dal livello di automazione desiderato.
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