Valvola a sfera equipercentuale

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Le valvole CCV (Characterized Control Valve) sono presenti sul mercato da oltre 20 anni ed hanno iniziato la loro diffusione a partire dal continente americano, dove oggi ricoprono oltre l'80% della regolazione dei terminali. Queste valvole sono costituite da un corpo in fusione che ospita al suo interno un organo di intercettazione del flusso (la sfera) che ruota sul proprio asse con una corsa costante di 90°. Come avviene per le valvole ad otturatore, il comportamento equipercentuale viene ottenuto sagomando il foro di passaggio del fluido in maniera opportuna tramite un "disco di regolazione" apposito.

Le valvole CCV si distinguono dalle tradizionali valvole a sfera di intercettazione per:

  • il comportamento equipercentuale (grazie al disco di regolazione)
  • i materiali utilizzati (sfera e stelo in acciaio inox)
  • le guarnizioni antigrippaggio (EPDM, PTFE e Teflon caricato)
  • le tolleranze di lavorazione (10 volte più precise delle valvole tradizionali).

Questo tipo di soluzione presenta i seguenti vantaggi:

  • nessun trafilamento, la tenuta totale della valvola è garantita sia all'acqua che all'aria secondo la rigida normativa DIN 3230-T3. Tale qualità non risente dell'usura e dello sporcamento della valvola grazie ai materiali utilizzati ed al layout meccanico del prodotto.
  • massima capacità di regolazione (rangeability), sia per i modelli più grandi che per quelli di dimensioni minori.
  • ampie pressioni di esercizio, la coppia da applicare alla sfera è indipendente dalle pressioni del circuito. In questo modo ogni valvola CCV garantisce la regolazione del flusso del flusso anche nelle condizioni più gravose anche con piccoli attuatori.
  • ingombri e pesi minori, grazie ad una loro riduzione fino al 70% di una pari valvola ad otturatore gli spazi tecnici necessari sono molto inferiori.
  • tempi di installazione molto minori, il basso ingombro e peso, unito al facile accoppiamento valvola-motore rende l'installazione delle valvole CCV facile ed immediata.

risparmio sulle valvole di intercettazione, la valvola CCV raggruppa in sé sia le funzioni di regolazione che di intercettazione. Grazie alla leva manuale è possibile, anche a motore alimentato o senza motore, posizionare manualmente la valvola nella posizione desiderata.

Quantificazione del risparmio energetico conseguito all'uso di valvole CCV[modifica | modifica wikitesto]

Per poter valutare in modo adeguato i risvolti energetici conseguiti con l'uso delle valvole CCV è opportuno analizzare attentamente la prima delle problematiche risolte.

Il trafilamento[modifica | modifica wikitesto]

La caratteristica di trafilamento di una valvola, non sempre indicata nelle schede tecniche dei costruttori, varia generalmente tra il 0,02 ed il 0,1 % del Kvs della valvola stessa. A prima vista questi valori possono apparire insignificanti nel bilancio energetico dell'impianto tuttavia bisogna osservare che:

  • il valore del Kvs, al quale il trafilamento è rapportato, è sempre dalle 3 alle 8 volte maggiore della portata massima della valvola.
  • il trafilamento reale della valvola aumenta anche fino a 10 volte con lo sporcamento e consumo della sede dell'otturatore
  • nel caso di valvola con scarsa autorità (molto frequente) il Kvs è maggiore di quello necessario e di conseguenza anche il trafilamento.

Tutto ciò premesso il valore reale del trafilamento, rapportato alla portata di fluido prevista della valvole, può facilmente arrivare al 2 – 3%.

Ad esempio per uno scambiatore di potenza 10 kW con Δt pari a 10 °C sono necessari 0,83 m3/h di acqua con prevalenza di 10kPa. Scegliendo una valvola adeguata è frequente l'impiego di un dispositivo con Kvs pari a 4 m3/h. Prevedendo un trafilamento nominale pari al 0,05 % del Kvs ed uno sporcamento normale della valvola il valore assoluto e reale del trafilamento è pari a 2,5 % della portata nominale prevista. Questa "portata non desiderata" scambia tuttavia una potenza termica pari a circa il 5-7% di quella nominale per via della curva caratteristica dello scambiatore.

Risparmio energetico all'impianto termico[modifica | modifica wikitesto]

Come visto in precedenza il fenomeno del trafilamento può facilmente generare una "portata non desiderata" (o "parassita") che genera una "potenza termica parassita" pari a circa il 5-7% di quella nominale. Ne consegue che in un impianto a 4 tubi (come ad esempio fancoil, VAV con post riscaldamento o scambiatori caldo/freddo di una AHU) per mantenere le condizioni di comfort desiderato è necessario compensare la "potenza termica parassita" con una potenza uguale e contraria. E frequenti infatti riscontrare che in estate (o nelle stagioni intermedie) la batteria del caldo del fancoil sia "tiepida", ne consegue che la potenza richiesta alla batteria fredda sarà maggiore. Tutto questo si traduce in un raddoppio della potenza termica richiesta totale (tra circuito freddo e caldo) che può arrivare a valori del 10-15% della potenza nominale dell'impianto. E come un'automobile i cui freni non sono completamente disinseribili riducendo la potenza all'asse del 5%, oltre al maggiore consumo necessario per mantenere costante la velocità, avrà un consumo prematuro dei freni stessi.

Risparmio energetico agli ausiliari[modifica | modifica wikitesto]

Nei sempre più diffusi impianti a portata variabile con valvole a 2 vie la "portata parassita" (compresa tra l'1% ed il 3%) sarà richiesta sia nel circuito freddo che quello caldo. Ne consegue che approssimativamente la maggiore potenza elettrica necessaria alle pompe è pari a circa il 3-6%.

Anche l'assorbimento elettrico degli attuatori delle valvole CCV è molto più basso rispetto a quelle ad otturatore. Il motore infatti non deve contrastare alcune pressione del fluido ma vincere esclusivamente gli attriti delle tenute e guarnizioni. Ne consegue una potenza assorbita inferiore del 50% (per le valvole più piccole) che può arrivare all'80% per i modelli medio grandi. In termini assoluti questo risparmio è difficilmente quantificabile senza esaminare il numero di valvole previsto, tuttavia in impianti funzionanti 24h/24h (ospedali, edifici pubblici...) a bassa prevalenza ma con numerosi terminali (fancoil, VAV con post-riscaldamento...) il risparmio conseguito può essere pari al 30% di quello ottenuto alle pompe.

Confronto con le valvole modulanti ad otturatore o a globo[modifica | modifica wikitesto]

Le valvole CCV, rispetto alle tradizionali valvole modulanti ad otturatore o a globo garantiscono:

  • risparmio fino al 10-15% della potenza termica totale dell'impianto
  • risparmio fino al 10% della potenza elettrica degli ausiliari (pompe, ventilatori, attuatori...)
  • migliore regolazione, grazie all'elevata precisione (rangeability) anche nei modelli più piccoli
  • risparmio di spazio fino al 70%, grazie ai ridotti ingombri ed alla valvola manuale di intercettazione inclusa
  • risparmio in tempo di installazione (una valvola al posto di due).

Fonti[modifica | modifica wikitesto]