Impianti ACS

Componenti dell'impianto idrico-sanitario

- Tubazioni

- Bollitore (boiler)

- Caldaia

- Vaso di espansione

- Elettropompa caldaia (sono circuiti in pressione)

Successivamente si integra con un impianto solare termico (collettori solari).

Generalmente si dividono in due categorie:

- Impianti autonomi: sono quelli che adducono e producono ACS nelle abitazioni; sono impianti per un nucleo monofamiliare. Sono utilizzati da utenze semplici, molto piccole.

- Impianti centralizzati: quando si trattano utenze molto grandi, con grande richiesta di ACS. Si predilige un impianto con accumulo (il Boiler è un accumulo di ACS). Necessitano di generatori (caldaie) con minore potenza termica, perché potendo accumulare acqua si risparmia sulla potenza totale del generatore di calore. Essendo l'utenza molto grande il funzionamento dell'impianto è più continuo e regolare e ha quindi una maggiore resa termica.

L'impianto ha origine dal contatore dell'acqua:

Riceve acqua dall'acquedotto (Ente erogatore). L'acqua fredda (l'erogazione dall'acquedotto è di AFS) viene portata ai servizi igienici dell'edificio e permette il riempimento del boiler. Poi, il boiler è collegato a una centrale termica (caldaia). Il boiler è costituito da due (quello comune da uno) scambiatori acqua-acqua che permettono di riscaldare l'acqua proveniente dall'acquedotto attraverso scambio termico tra l'acqua calda prodotta dalla centrale termica e un serpentino. Se ci sono due serpentini è perché quello più in basso è predisposto all'integrazione da fonti rinnovabili. Dal contatore l'acqua fredda risale attraverso il cavedio e finisce nel boiler, oltre ad addurre acqua fredda ai servizi igienici. L'acqua calda proviene dal boiler; l'acqua fredda oltre ad alimentare gli apparecchi dei servizi igienici va ad aumentare il riempimento del bollitore.

L'acqua si riscalda attraverso l'utilizzo della caldaia generalmente a 60°C; esce dal boiler e viene miscelata (ha una temperatura di 40°C) attraverso un miscelatore termostatico (valvola miscelatrice). L'acqua va a alimentare poi gli apparecchi che necessitano di ACS (lavandini, docce, vasche da bagno). La distribuzione avviene dopo che l'acqua sia stata preventivamente riscaldata nel boiler. La colonna montante è una sola e stacca le tubazioni in corrispondenza dei piani (dei servizi igienici) da servire. Le tubazioni principali (colonna e distribuzione orizzontale che attraversa i corridoi della struttura) sono in acciaio; dalla diramazione principale (nei corridoi) vengono staccati dei collettori complanari e da essi la distribuzione terminale non è più in acciaio ma con tubazioni in materiale plastico (multistrato). I diametri sono standard, in genere si utilizzano tubi multistrato di diametro 20 mm per servire gli apparecchi più

comuni: doccia, bagno, cassetta di scarico del WC, bidet, lavabo (per la cassetta di scarico ovviamente l'adduzione è solo di acqua fredda). Per dimensionare le tubazioni si necessiterà di conoscere sicuramente la portata e le pressioni. Le portate si ricavano da dati di letteratura, ovvero da dati che sono trascritti in tabelle da norma tecnica: UNI EN806 o UNI9182 (tende a sovradimensionare gli impianti perché utilizza regole tecniche che fanno riferimento a velocità molto elevate per il dimensionamento delle tubazioni). Le portate sono quelle che occorrono per alimentare gli apparecchi: sono portate normate (potate massime di alimentazione). Le portate permettono poi di valutare quali sono le portate totali del servizio igienico tipo della struttura. Come si calcola la portata di progetto per dimensionare le tubazioni dell'impianto? Un impianto idrico-sanitario va dimensionato in base alle portate massime probabili o portate di progetto, vale a dire inbase alle portate massime dei rubinetti che possono restare aperti contemporaneamente.Considerando tutti i rubinetti aperti contemporaneamente si ha un grande sovradimensionamentodelle tubazioni dell'impianto. La portata di progetto si calcola attraverso dei grafici riportati nellanorma e mettono in relazione la portata totale (l/s) con quella di progetto. Ci sono due curve:generalmente quella inferiore è quella più utilizzata quando nel servizio igienico si ha un preleivototale singolo per ogni apparecchio inferiore a 0,5 l/s (l'altra curva quando i prelievi sono superioria 0,5 l/s); il nostro dimensionamento riguarda la curva inferiore.Il grafico è particolare in base alla destinazione d'uso dell'edificio. Conoscendo la portata totale,ovvero la somma di tutte le portate degli apparecchi, si ricava sull'asse delle ordinate la portata diprogetto. Per l'ACS il punto di inizio per le portate è il piano terra; per

L'AFS è il piano primo (perché l'adduzione parte dal contatore). Prima differenza: impianto aperto, a differenza di quello di climatizzazione a fancoils (chiuso). L'acqua in uscita dai rubinetti è a pressione atmosferica: oltre a uno scambio di energia c'è anche uno scambio di massa. Nel computo delle perdite di pressione si deve considerare anche il dislivello geodetico tra il punto di origine e il servizio igienico più alto (quello più sfavorito). Seconda differenza: a parte il circuito del ricircolo, l'impianto non ha una pompa di circolazione. Chi mette in pressione l'impianto? Qual è la pressione iniziale? La pressione iniziale dell'impianto è quella dell'acquedotto (3,5 bar = 35 mmca). Questa pressione deve far sì che essa riesca a servire, considerando tutte le perdite di pressione che si incontrano nel circuito, l'apparecchio del servizio sanitario più sfavorito.

L'apparecchio si trova nel piano primo, in una delle due ali (si deve valutare quale sia quella più lunga, per quanto riguarda l'AFS. si utilizza il metodo del carico lineare unitario: è il metodo delle pressioni unitarie lineari disponibili per vincere i dislivelli e le resistenze idrauliche della rete. È un metodo sostanzialmente simile a quello delle perdite di carico lineari unitarie utilizzato per dimensionare gli impianti di climatizzazione. In presenza di alimentazione diretta da acquedotto (caso più comune), il carico lineare minimo disponibile è correlato alla pressione dell'acquedotto e si può determinare partendo dalla relazione:

Dopo il contatore esterno si ha un disconnettore idraulico, ovvero una valvola che impedisca all'acqua di tornare verso l'acquedotto, è una valvola unidirezionale.

Se la relazione fosse minore di zero? L'acquedotto non riesce a servire l'apparecchio più

sfavorito;si ha bisogno di un organo che permetta di aumentare la pressione fino a quando essa permetta diservire l'apparecchio più sfavorito (autoclave, ad esempio: una pompa che da un delta di pressione,tale da poter favorire l'alimentazione del rubinetto dell'apparecchio più sfavorito).L'incognita dell'equazione è J (carico lineare).Per evitare rumori e/o vibrazioni, oltre che elevate perdite di carico, l'acqua non può scorrere neitubi a velocità troppo elevate. Le velocità massime dipendono dai seguenti fattori: diametro deitubi; materiale di cui sono costituiti i tubi; isolamento termico adottato; posizione dei tubi. Inimpianti di tipo normale, possono essere considerati validi i limiti di velocità:La rete di ricircolo serve a tenere l'acqua calda nelle tubazioni, impedendo così che ristagnando,possa raffreddarsi. In tal modo è possibile assicurare anche agli apparecchi

Più lontani tempi di erogazione dell'acqua calda accettabili e temperature della stessa più costanti. Le tubazioni di ricircolo sono connesse alla tubazione di mandata dell'acqua calda in sommità delle colonne verticali, e devono essere pressurizzate attraverso una elettropompa, il cui dimensionamento è funzione della portata e della prevalenza. Dipende da: estensione della rete; isolamento (dispersione unitaria ammessa 10 kcal/hm); gradiente termico tra origine della rete e utenza più sfavorita (2°C); portata di ricircolo unitaria gric=5 l/hm (ottenuta con la formula generale della calorimetria). È un circuito chiuso che parte dal boiler e a un certo punto si chiude sulla rete dell'acqua calda (per tutti e due i piani) e torna indietro. Chiuderlo sulla colonna favorisce l'utilizzo di minore tubazione. All'interno della tubazione di ricircolo la temperatura dell'acqua è al massimo di due gradi di differenza.

Rispetto a 40°C (38°C). Per dimensionare la rete di ricircolo si utilizza la portata gric. Si deve partire da un punto: il punto si trova al piano terra (la rete di ricircolo parte dal boiler); si devono sommare i contributi dei vari tratti dal boiler al punto più sfavorito. Si deve moltiplicare il valore gric per la lunghezza delle tubazioni.

Per il dimensionamento dei boiler (serbatoi di accumulo) [norma UNI9182] è necessario determinare la loro capacità in litri (volume). I parametri che vengono presi in esame sono: durata in ore periodo di punta; durata in ore del periodo di preriscaldamento (periodo che permette di preriscaldare l'acqua all'interno del boiler); consumo orario nel periodo di punta (periodo in cui si registra la massima richiesta di ACS); temperatura di utilizzo dell'acqua calda; temperatura dell'acqua fredda proveniente dall'acquedotto; temperatura di accumulo dell'acqua calda (temperatura dell'acqua

All'interno del boiler). Alcuni valori sono tabellati.

Miscelatore termostatico: valvola a tre vie miscelatrice; miscela l'acqua uscente dal boiler a 60°C con l'acqua fredda proveniente dall'acquedotto (a 15°C).

Per determinare la potenza della caldaia: Si utilizza la formula generale della calorimetria.

Vaso di espansione: organo che permette di evitare sovrappressioni pericolose dovute alladilatazione termica dell'acqua.