La centrale termica - Domande e risposte (parte 1)

Durante il webinar "Componenti INAIL (Ex ISPESL)" abbiamo raccolto tutte le domande (tantissime!) che ci sono state poste e le abbiamo organizzate per tematiche. Qui sotto potete trovare il video registrato:

• BARRIERA IDRAULICA

• VASI D'ESPANSIONE

• VERIFICA DEGLI IMPIANTI

• IL CONTROLLO DEL FLUSSO

• POMPE DI CALORE 

• MODIFICHE DELL'IMPIANTO

• SMARRIMENTO DELLA DOCUMENTAZIONE

• FUNZIONAMENTO / INSTALLAZIONE 

• CAMPO DI APPLICAZIONE

• VARIE 

Barriera Idraulica

Per barriera idraulica si intendono quei dispositivi, installati in centrale termica, utili a separare i circuiti di un impianto di un impianto di riscaldamento.

• Quali sono i casi in cui è possibile evitare la barriera idraulica?

La barriera idraulica è utilizzata per evitare la somma di potenze nel caso si utilizzino più generatori a servizio del medesimo impianto di riscaldamento.

Tendenzialmente la si può evitare nei casi in cui la somma di potenze dei vari generatori sia inferiore ai 35kW totali, o quando uno degli stessi generatori è una pompa di calore, quindi non rientrante in ogni caso in Raccolta R. Per tutti gli altri casi è consigliato prevederla, anche per preservare un generatore in caso di malfunzionamento dell’altro.

• Il serpentino interno di un bollitore può essere considerato una barriera idraulica tra i vari circuiti?

Il serpentino del bollitore fa parte della famiglia degli scambiatori, pertanto è assolutamente rientrante nelle barriere idrauliche previste dalla Raccolta R, ad esempio gli schemi sotto riportati non rientrano in somma di potenze.

(Immagini ufficiali INAIL)

Attenzione al caso in cui il serpentino faccia parte del circuito solare, come specificato nel capitolo R.3.H, il circuito composto da pannelli solari, gruppo di circolazione e serpentino diventa esso stesso il generatore, poiché il fluido primario può raggiungere temperature superiori ai 110°C. In questo caso invece, il serpentino solare è considerato come generatore, pertanto va a sommare la sua potenza con quella del termocamino che non ha una barriera idraulica, ma insiste direttamente sul medesimo accumulo. 

• Cosa si intende per barriera idraulica?

La Raccolta R ed. 2009 non specifica quali possano essere i dispositivi utili a separare i circuiti, tuttavia, in una circolare successiva, individua gli scambiatori a piastre o gli scambiatori a fascio tubiero come barriere idrauliche. Non vengono attualmente fatti riferimenti ad altri dispositivi. Quindi si può dire con certezza che, installando uno scambiatore di calore, si ottiene una separazione inopinabile dei circuiti. Nel caso si pensi di utilizzare dei componenti differenti, è possibile porre il quesito al tecnico di zona che può fornire ulteriori indicazioni in merito.

• I pannelli solari contribuiscono alla somma di potenze qualora siano collegati all’impianto di climatizzazione?

Il circuito solare composto da pannello, linea di distribuzione, gruppo di circolazione e scambiatore di calore è considerato a tutti gli effetti come generatore, poiché il primario dello scambiatore di calore è in grado di superare i 110°C. A seguito di tale premessa, risulta evidente che il campo di pannelli solari concorra alla somma di potenze nel caso insista su un impianto dove non siano presenti barriere idrauliche per gli altri generatori, come ad esempio lo schema qui riportato. In tale condizione è necessario prevedere i dispositivi di sicurezza, protezione e controllo come indicato in Raccolta R per i vari generatori, laddove siano necessari.

• Si può chiarire la pagina 31 della presentazione?

La slide in oggetto ha l’intento di mostrare come in caso di due o più generatori di calore con potenza superiore ai 35 kW collegati al medesimo impianto tramite sistema di barriera idraulica, essi rappresentino due circuiti separati e distinti. Per tale motivo occorre prevedere i corretti dispositivi di sicurezza, protezione e controllo per ogni singolo generatore. In questa configurazione non è infatti sufficiente l’utilizzo dei componenti posizionati a valle della barriera idraulica, ma deve essere protetto ogni singolo circuito tra caldaia e barriera idraulica.

• Nel caso di somma di potenze, come vanno posizionati i componenti richiesti dalla Raccolta R? E nel caso i generatori siano distanti tra loro?

Occorre rispettare il metro di distribuzione lineare all’uscita del mantello del generatore, perciò i dispositivi devono essere predisposti a controllo della singola caldaia entro gli spazi indicati. Il separatore idraulico rientra tra i dispositivi riconosciuti come barriera idraulica? 

Il separatore idraulico (scarica qui il primo dei due focus dedicati al separatore idraulico), per sua natura, genera una miscelazione dei fluidi al suo interno, quindi esattamente all’opposto di quanto richiesto per la barriera idraulica, per tale motivo non può essere utilizzato con tale funzione. La Raccolta R ed. 2009 non specifica quali possano essere i dispositivi utili a separare i circuiti, tuttavia, in una circolare successiva, individua gli scambiatori a piastre o gli scambiatori a fascio tubiero come barriere idrauliche.

• Quindi si può dire con certezza che, installando uno scambiatore di calore, si ottiene una separazione inopinabile dei circuiti.

Nel caso si pensi di utilizzare dei componenti differenti, è possibile porre il quesito al tecnico di zona che può fornire ulteriori indicazioni in merito.

• Impianto ibrido caldaia 34 kW e pompa di calore da 4 kW. Si applica la Raccolta R?  

La pompa di calore è esclusa dal campo di applicazione della Raccolta R, per tale motivo non concorre nella somma di potenze anche in caso di assenza della barriera idraulica all’interno dell’impianto.

Vasi d’espansione

I vasi di espansione sono dei dispositivi da centrale termica che servono a compensare l'aumento di volume dell'acqua quando riscaldata, sia negli impianti di riscaldamento, sia in quelli di produzione di acqua calda sanitaria.

• La posizione del vaso chiuso, fatta salva la osservazione relativa alla membrana, diventa determinate per le pressioni che si instaurano nell'impianto considerando la posizione della elettropompa. Con vaso su ritorno e pompa su mandata, la pompa lavora in regime negativo con possibilità di aspirazione aria dalle valvole di sfiato. A mio parere il vaso dovrebbe essere sempre posto a monte della elettropompa.

 L’espansione all’interno del circuito chiuso parte dal punto di riscaldamento del fluido vettore e si muove in entrambe le direzioni, sia sulla tubazione di mandata che su quella di ritorno in modo del tutto identico. La pressione statica all’interno del circuito chiuso dovrebbe essere sempre superiore, anche in caso di impianto spento, a quella atmosferica (si veda anche il campo di applicazione della Raccolta R), pertanto è da ritenersi difficile che le elettropompe possano aspirare aria all’interno dell’impianto.

• Vista la possibilità di inserire più vasi d’espansione nel medesimo impianto, è preferibile l’inserimento di un singolo, o di più vasi di dimensioni inferiori?

La Raccolta R ed. 2009 consente la cosiddetta “installazione a grappolo” dei vasi di espansione, a patto che siano rispettate le condizioni previste per il tubo di espansione (nessuna intercettazione e nessuna variazione di diametro) ed i volumi calcolati di espansione. La scelta di utilizzare diversi vasi di dimensioni inferiori resta comunque a discrezione del progettista.

• I vasi di espansione vanno sostituiti ogni 10 anni o basta verificarne la funzionalità? 

Non esistono indicazioni in merito alle tempistiche di sostituzione dei vasi di espansione, pertanto non si può stabilire una loro “scadenza” nei 10 anni. È buona norma periodicamente verificare il loro stato di funzionamento e sostituirli in caso se ne riscontri la necessità. Il periodo indicato è un indice di verifica di tali componenti, infatti, se utilizzati correttamente, possono resistere molto più di 10 anni.

• Nella Raccolta R il posizionamento del vaso d’espansione è indicato in mandata, come per gli altri dispositivi, anche se tecnicamente è consigliabile posizionarlo sul ritorno. 

L’osservazione è corretta. La Raccolta R indica anche il vaso d’espansione tra i dispositivi che devono essere collegati alla tubazione di mandata dell’impianto ad un metro dall’uscita del generatore (capitolo R.3.B punto 1). Tuttavia, per quanto attiene la posizione di installazione del vaso di espansione occorre sottolineare il fatto che tanto le indicazioni contenute nella norma tecnica UNI EN 12823 ed. 2005 “impianti di riscaldamento negli edifici – progettazione dei sistemi di riscaldamento ad acqua”, quanto considerazioni attinenti le sollecitazioni di carattere termico sul vaso di espansione, portano a ritenere preferibile l’installazione del vaso di espansione sulla tubazione di ritorno. In ultimo, sulla questione in discussione, non può non essere rilevato il fatto che nella precedente versione della Raccolta non vi era alcuna imposizione circa l’installazione sulla tubazione di mandata del vaso d’espansione

• Spesso capita di vedere vasi d'espansione installati capovolti. È corretta questa installazione? 

Salvo indicazioni particolari del fabbricante, non ci sono vincoli di installazione per i vasi d’espansione. Tuttavia l’esperienza insegna che è meglio installarli con l’attacco tubazione di espansione nella posizione più alta, al fine di favorire la naturale fuoriuscita dell’aria durante la fase di riempimento dell’impianto. Questa teoria non sarebbe comunque applicabile ai vasi d’espansione di grandi dimensioni, poiché sono normalmente realizzati con l’attacco lato piedi di sostegno.

• È ammessa la riduzione di sezione sul tratto di collegamento al vaso d’espansione, purché si rimanga ad un diametro maggiore del minimo calcolato?  

In merito al collegamento del vaso d’espansione, la Raccolta R prescrive: “Sulla tubazione di espansione, che può essere costituito da porzioni d’impianto, non devono essere inseriti organi di intercettazione né praticate diminuzioni di sezione.” In base a questa definizione, sembrerebbe possibile realizzare variazioni di diametro a patto che esse portino il tubo di espansione ad un diametro di dimensioni maggiori del diametro minimo calcolato. Tuttavia, trattandosi di una questione puramente interpretativa, non si può escludere che alcuni tecnici possano intendere la definizione in modo letterale e non accettare la diminuzione di sezione.

• Caleffi produce valvole di intercettazione dei vasi di espansione?  

Caleffi non produce tale tipo di valvole per quanto riguarda i vasi d’espansione del circuito chiuso rientranti nel campo di applicazione della Raccolta R. A catalogo è comunque possibile trovare la serie 5580 che può essere tranquillamente utilizzata negli impianti esclusi dalla Raccolta R o sui vasi d’espansione per sanitario.

• Il circolatore dell’impianto, se installato tra il vaso d’espansione e il generatore, è considerato un organo di strozzamento?  

In merito al collegamento del vaso d’espansione, la Raccolta R prescrive: “Sulla tubazione di espansione, che può essere costituito da porzioni d’impianto, non devono essere inseriti organi di intercettazione né praticate diminuzioni di sezione.” In base a questa definizione, non è possibile realizzare variazioni di diametro, inserire intercettazioni o altre tipologie di ostruzioni (come ad esempio il circolatore) nel tratto di tubazione che mette in comunicazione il generatore con il vaso d’espansione.

Verifica degli impianti

La verifica periodica dei dispositivi di sicurezza, di protezione e di controllo nelle centrali termiche di potenza maggiore ai 35 kW deve essere effettuata da un ente competente.

• La verifica periodica dei dispositivi di sicurezza, protezione e controllo deve essere effettuata dal fabbricante dei componenti stessi?

La Raccolta R non indica nessuna scadenza dei certificati o dei componenti installati. In pratica la produzione del fabbricante deve essere periodicamente sottoposta a certificazione PED per essere certi che non ci siano state modifiche rispetto al progetto iniziale del componente, questo a prescindere dai test di taratura a banco che vengono effettuati su ogni dispositivo. Questa scadenza non riguarda in alcun modo i dispositivi già installati, poiché già risultati conformi nel momento della loro produzione e immissione sul mercato. Il fabbricante non ha perciò nessun vincolo sui prodotti già installati. Per la verifica dei dispositivi presenti sull’impianto è compito dell’utente/gestore/terzo responsabile richiedere la verifica all’ente competente. Sarà questo ente competente, normalmente l’USL o ARPA, a dover effettuare tale verifica periodica quinquennale per i generatori indicati dall’art.22 del D.M. 1.12.75.

• Un libero professionista o un installatore possono fare la verifica periodica dell’impianto? In alternativa, chi se ne dovrebbe occupare?

Non è possibile da parte di un manutentore effettuare tale verifica periodica quinquennale. Le verifiche periodiche dei 5 anni possono essere effettuate da tecnici USL, ARPA o professionisti abilitati. Importante notare che tali verifiche successive non avvengono automaticamente, ma deve esserci una richiesta da parte dell'utente o del gestore dell'impianto al relativo ufficio. Il manutentore può effettuare, nel caso disponga di attrezzatura idonea, una verifica di corretto funzionamento dei componenti obbligatori a titolo esclusivamente preventivo ed eventualmente sostituire i componenti non funzionanti.

• La verifica periodica dell’impianto avviene automaticamente o deve essere fatta richiesta di volta in volta all’ente competente? 

La procedura non risulta essere automatica, pertanto per la verifica dell’impianto una volta trascorsi i 5 anni è necessario effettuare la richiesta all’ente competente da parte dell’utente, del gestore o del terzo responsabile.

• I certificati dei dispositivi di protezione, che riportano una data, hanno una scadenza entro cui tali componenti devono essere sostituiti?   

Come per i dispositivi di sicurezza, anche i certificati dei dispositivi di protezione non hanno scadenza, per tale motivo non è necessaria la loro sostituzione trascorso un determinato periodo di tempo. La data riportata sul certificato è solamente relativa al fabbricante ed al periodo in cui è stato certificato il componente.

• Le valvole di sicurezza hanno certificati senza scadenza, in fase di verifica periodica il tecnico ci chiede che ne venga fatta la taratura per cui per valvole di piccola dimensione conviene sostituirle in quanto costa meno che fare la taratura?  

La valvola di sicurezza è un dispositivo meccanico la cui taratura è data dalla molla presente al suo interno, quindi in linea teorica non dovrebbe perdere la taratura nel tempo. Il tecnico di verifica può richiedere la taratura o la sostituzione nel caso riscontri un malfunzionamento nel prodotto installato. Occorre comunque tenere presente che nel tempo necessario per la nuova taratura del componente occorre sostituirlo con uno di pari caratteristiche per mantenere operativo il sistema. A questo punto risulta evidente come, in termini di costi, sia conveniente la semplice sostituzione con un nuovo dispositivo senza effettuare una nuova taratura/certificazione di quello installato.

• Capita di sovente che gli impianti vengano sottoposti alla prima verifica dopo parecchi anni dalla loro installazione. Come ci si comporta in questi casi? Si deve provvedere ad una sostituzione preventiva dei dispositivi in modo che siano sicuramente efficienti?

Questa è una questione procedurale riguardante direttamente INAIL o USL, per avere una risposta certa in merito sarebbe opportuno porre il quesito direttamente a tali enti.

• Quali sono le prove per la verifica dei dispositivi di sicurezza e come vanno effettuate? 

Le verifiche periodiche devono essere effettuate da un tecnico abilitato ARPA o USL ogni 5 anni. Le verifiche prevedono l’esecuzione di accertamenti documentali, esami a vista e prove secondo lo schema riportato a seguire.

La documentazione comprende: 

• Libretto matricolare di impianto 
• Schema dell’impianto; 
• Dichiarazione dei sistemi di espansione; 
• Certificati dei dispositivi di controllo, protezione e sicurezza; 
• Certificato di prova idraulica del generatore; 
• Documentazione delle verifiche precedenti. 

L’esame a vista riguarda i componenti previsti in sede di prima verifica e ha lo scopo di assicurare il mantenimento delle condizioni di sicurezza originariamente. Le prove da eseguirsi sull’impianto riguardano i componenti e hanno lo scopo di assicurare il mantenimento delle condizioni di efficienza originariamente previste. Le prove determinano le condizioni di funzionamento dei dispositivi sensibili alla pressione o alla temperatura, le condizioni di funzionamento delle circuitazioni elettriche connesse ai singoli dispositivi o apparecchi. L’esecuzione delle prove può svolgersi contestualmente alla verifica a vista. La prova di pressione viene svolta portando partendo dalla normale pressione di carica dell'impianto e portandola al valore di intervento dei componenti legati alla misura di tale valore, per verificare che il loro intervento avvenga ancora nell'esatto punto di set point.

Durante tutta la prova, lo strumento di misura del tecnico, poiché tarato e certificato, rimane collegato al rubinetto manometro campione ed indica l'andamento della pressione all'interno del sistema. Allo stesso modo, per quanto riguarda la temperatura, partendo da impianto freddo, si incrementa il valore del fluido vettore fino al punto di intervento dei dispositivi legati al controllo della temperatura. Anche in questo caso, l'apposito strumento di misura del tecnico abilitato sarà collegato all'impianto tramite il pozzetto di controllo installato sulla tubazione di mandata. Si tenga presente che la durata di queste prove è legata direttamente alle dimensioni dell'impianto, pertanto più è esteso o maggiore è la potenza dell'impianto, più a lungo dureranno le prove. La prova del vaso d'espansione invece si effettua a vaso vuoto, poiché occorre verificare la pressione di precarica del componente quando questo non contiene acqua, questo passaggio viene fatto attraverso un manometro collegato all'apposita valvola nella parte superiore del vaso. Nel caso la pressione di precarica non sia corretta occorre ricaricare e verificare che il nuovo valore venga mantenuto. Questo per quanto riguarda le verifiche periodiche con tecnici abilitati. In tutti gli altri casi si possono essere fatte prove visive di funzionamento, come ad esempio la verifica di assenza di trafilamento dalla valvola di sicurezza post intervento.

• Quali sono gli obblighi dell’utilizzatore dell’impianto in merito alle verifiche periodiche? 

L’utente, il gestore dell’impianto o il terzo responsabile devono ogni 5 anni richiedere la verifica dei componenti di sicurezza, protezione e controllo degli impianti soggetti a denuncia ad INAIL all’ufficio competente.