• Impianto a pavimento radiante
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Impianto a pavimento radiante

Applicazioni e controlli HVAC

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Il sistema a pannelli radianti a pavimento è un impianto idronico di grande diffusione per il riscaldamento e raffrescamento degli ambienti residenziali.
Il fluido termovettore circola all’interno di circuiti costituiti da tubazioni in materiale plastico disposte sotto il rivestimento superficiale del pavimento; nella versione più comune le tubazioni sono posate su uno strato isolante e annegate nel massetto cementizio. L’impianto risulta invisibile e sfrutta l’intera superficie del pavimento come terminale di grande estensione per lo scambio termico prevalente a irraggiamento. In entrambe le stagioni il sistema funziona con una differenza di temperatura molto limitata tra il fluido termovettore e l’aria ambiente; per questo motivo si parla anche di impianti “a bassa differenza di temperatura”.
 
L’impianto rappresentato nell’esempio è destinato a un edificio residenziale ed è di tipo combinato, ossia abbina al pannello radiante a pavimento una o più unità a ventilconvettore, principalmente per l’integrazione dei carichi sensibili nel funzionamento in raffrescamento.
Dispositivi Ekinex Altri componenti
A) Interruttore orario / astronomico digitale EK-TM1-TP 1) Contatto apertura finestra
B) Modulo GPS EK-GPS-1 2) Ventilconvettore
C) Attuatore-controllore per ventilconvettore EK-HC1-TP 3) Valvola con servomotore ON / OFF
D) Sonda di temperatura a contatto EK-STC-NTC-3435 4) Access point LAN Wi-Fi
E) Termostato ambiente EK-EQ2-TP 5) Switch
F) Sonda temperatura per misura in aria EK-STL-NTC-3435 6) Smartphone con App Delégo (Apple iOS o Android)
G) Server Delégo EK-DEL-SRV-... 7) Circolatore per circuito non miscelato
H) Controllore per gruppo di miscelazione EK-HH1-TP 8) Gruppo di miscelazione
I) Sonda temperatura esterna EK-STE-NTC-3435 9) Valvola miscelatrice con servomotore
L) Sonda temperatura a immersione (mandata) EK-STI-NTC-3435 10) Circolatore per circuito miscelato (pavimento radiante)
M) Sonda temperatura a immersione (ritorno) EK-STI-NTC-3435 11) Collettore di distribuzione per circuiti a bassa temperatura
N) Attuatore-controllore per azionamenti elettrotermici EK-HE1-TP 12) Azionamenti elettrotermici ON / OFF
O) Touch-panel Delégo EK-DEL-xPAN... 13) Sonda anticondensa
  14) Generatore termico (fluidi caldo e freddo)
  15) Collettore di centrale (mandata)
  16) Collettore di centrale (ritorno)
Controllo con Ekinex
 
L’interruttore orario/astronomico digitale EK-TM1-TP (A) provvede al consenso di funzionamento dell’impianto secondo le fasce orarie predefinite ed è costantemente
sincronizzato con data e ora dal modulo GPS (opzionale) EK-GPS-1 (B).
 
L’esigenza di produrre fluido termovettore a due diverse temperature per l’impianto combinato (pavimento radiante/ventilconvettori) è risolta mediante il controllo di
un gruppo di miscelazione per mezzo del controllore EK-HH1-TP (I). Il dispositivo controlla la valvola miscelatrice (9) e il circolatore (10); per mezzo delle due sonde EK-STI-NTC-3435 (L, M) può acquisire le temperature di mandata e ritorno del fluido termovettore. Sul circuito non miscelato può inoltre controllare, a seconda delle necessità, un circolatore (7) oppure una valvola di zona.
 
Il controllo della temperatura ambiente avviene mediante termostati EK-EQ2-TP (E), in grado di misurare la temperatura e l’umidità relativa, in combinazione con gli attuatori-controllori per azionamenti elettrotermici EK-HE1-TP (N) e gli attuatori-controllori per ventilconvettori EK-HC1-TP (C). I termostati sono in grado di calcolare e inviare sul bus la temperatura di rugiada; nel caso le condizioni termoigrometriche dell’ambiente si avvicinassero a quelle critiche per la formazione di condensa sulle superfici raffrescate, è possibile attuare una delle strategie di protezione previste dalla piattaforma di termoregolazione Ekinex (vedi tabella nell'approfondimento Prevenzione dalla condensa in raffrescamento); ad esempio la ritaratura della temperatura di mandata del fluido termovettore mediante il controllore EK-HH1-TP (H).
 
La supervisione opzionale mediante il Server Delégo (E) consente di monitorare e controllare l’impianto domotico mediante una App per dispositivi mobili (6) e/o un touch-panel Delégo (F).
 
Sistema a doppio stadio (principale/ausiliario)
 
Nella configurazione impiantistica dell’esempio il termostato EK-EQ2-TP (E) permette di realizzare in modo semplice un sistema di climatizzazione a doppio stadio.
Quando lo stadio primario è costituito da un impianto a pannelli radianti, l’elevata inerzia (tipica soprattutto della versione con massetto cementizio), rende piuttosto lento in fase di avvio il raggiungimento delle condizioni di comfort. In questo caso, è possibile configurare i ventilconvettori come stadio ausiliario; grazie alla loro inerzia molto più bassa, essi contribuiscono nella fase iniziale a riscaldare o raffrescare velocemente l’ambiente per poi terminare la propria azione quando la differenza tra le temperature misurata e di setpoint può essere affrontata in modo soddisfacente dal solo stadio principale. Lo stadio ausiliario lavora in modalità automatica con un offset configurabile
rispetto al setpoint di temperatura impostato per il pavimento radiante (stadio primario).
 
 
Prevenzione dalla condensa in raffrescamento
 
Nel funzionamento in raffrescamento estivo i carichi latenti (dovuti all’aumento del tasso di umidità in ambiente) sono presi in carico dall’integrazione ad aria; se ciò non avviene in maniera soddisfacente, oppure in caso di variazione repentina delle condizioni termoigrometriche (ad es. per arresto accidentale delle macchine o apertura di finestre), occorre prevedere delle sicurezze aggiuntive per evitare o limitare la formazione di condensa sulle superfici fredde. I termostati EK-EQ2-TP (E) mettono a disposizione diverse strategie di protezione di tipo attivo e passivo in funzione della configurazione impiantistica e della dotazione di apparecchi domotici.
 
 
Tipo Modalità Intervento
Passiva Con sonda anticondensa (13) collegata a un ingresso del termostato (E) Chiusura del circuito che serve l’ambiente interessato mediante l’attuatore (N)
Con sonda anticondensa comunicante con il termostato (E) via bus KNX
Chiusura del circuito che serve l’ambiente interessato mediante l’attuatore (N)
Attiva
Confronto tra temperatura di mandata (valore fisso di progetto, parametro ETS) e temperatura di rugiada calcolata dal termostato (E)
Chiusura del circuito che serve l’ambiente interessato mediante l’attuatore (N) quando la temperatura di mandata è inferiore alla temperatura di rugiada
Confronto tra temperatura di mandata (valore misurato e ricevuto dal bus KNX) e temperatura di rugiada calcolata dal termostato (E)
Chiusura del circuito che serve l’ambiente interessato mediante l’attuatore (N) quando la temperatura di mandata è inferiore alla temperatura di rugiada
Invio sul bus KNX della temperatura di rugiada da parte del termostato (E) al controllore per gruppo di miscelazione (H)
Ritaratura della temperatura di mandata del fl uido freddo da parte del controllore (H) e mantenimento in apertura del circuito che serve l’ambiente interessato mediante l’attuatore (N)

 

La protezione di tipo attivo è sempre preferibile, in quanto l’intervento tende a prevenire le condizioni di formazione della condensa, mentre quella di tipo passivo interviene quando la formazione di condensa è già incominciata.
 
Limitazione della temperatura superficiale
 
In certi casi è opportuno limitare la temperatura superficiale quando il sistema a pavimento radiante è utilizzato come stadio ausiliario per il riscaldamento; le dispersioni verso l’esterno dell’edificio sono trattate dal sistema di riscaldamento principale, mentre lo stadio ausiliario funziona solo per mantenere la temperatura del pavimento a un livello gradevole nei bagni di edifici residenziali o negli ambienti di centri sportivi, centri termali e spa, ecc..
Questa limitazione è peraltro prevista anche dalla norma UNI EN 1264 (Riscaldamento a pavimento, Parte 3) che definisce la temperatura massima ammissibile (TSmax) per la superficie del pavimento dal punto di vista fisiologico come segue:
 
  • TSmax ≤ 29°C per le zone di normale occupazione;
  • TSmax ≤ 35°C per le zone periferiche degli ambienti.