Pressione nell'impianto di riscaldamento: come deve essere e come aumentarla se diminuisce

Dopo un calo di pressione nell'impianto di riscaldamento arriva il problema: la qualità del riscaldamento degli ambienti in casa diminuisce. Si può, naturalmente, regolare il funzionamento del riscaldamento una volta per molto tempo, ma questo periodo non sarà infinito. Un giorno la pressione normale nell'impianto di riscaldamento cambierà, e in modo significativo.

Vi spiegheremo come tenere sotto controllo i parametri fisici del fluido termovettore. Da noi imparerete come garantire una velocità stabile di movimento dell'acqua riscaldata attraverso la tubatura verso gli apparecchi. Capirete come ottenere e mantenere una temperatura confortevole negli ambienti.

Nell'articolo proposto sono descritte in dettaglio le cause del calo di pressione nei sistemi aperti e chiusi. Vengono presentati metodi efficaci di bilanciamento. Le informazioni fornite sono integrate da schemi, istruzioni passo passo, foto e guide video.

Tipi di pressione negli impianti di riscaldamento

A seconda del principio di movimento del fluido termovettore nel condotto del circuito, negli impianti di riscaldamento la pressione statica o dinamica svolge il ruolo principale.

La pressione statica, chiamata anche gravitazionale, si sviluppa a causa della forza di attrazione del nostro pianeta. Più l'acqua sale lungo il circuito, più il suo peso preme sulle pareti dei tubi.

Quando il fluido termovettore viene sollevato a un'altezza di 10 metri, la pressione statica sarà di 1 bar (0,981 atmosfere). L'impianto di riscaldamento aperto è progettato per la pressione statica, il suo valore massimo è di circa 1,52 bar (1,5 atmosfere).

La pressione dinamica nel circuito di riscaldamento viene generata artificialmente – mediante l'uso di una pompa elettrica. Di norma, i sistemi di riscaldamento chiusi, il cui circuito è formato da tubi di diametro significativamente inferiore rispetto ai sistemi di riscaldamento aperti, sono progettati per la pressione dinamica.

Il valore normale della pressione dinamica in un sistema di riscaldamento chiuso è di 2,4 bar o 2,36 atmosfere.

Conseguenze dell'instabilità nei circuiti

Una pressione insufficiente o eccessiva nel circuito termico è ugualmente negativa. Nel primo caso, alcuni radiatori non riscalderanno efficacemente gli ambienti; nel secondo, l'integrità del sistema di riscaldamento verrà compromessa e alcuni suoi componenti si guasteranno.

Un collegamento corretto consentirà di connettere la caldaia al circuito di riscaldamento come necessario per il funzionamento efficiente del sistema termico.

L'aumento della pressione dinamica nella tubazione di riscaldamento si verifica se:

• il fluido termovettore è surriscaldato;
• la sezione dei tubi è insufficiente;
• la caldaia e la tubazione sono incrostate di calcare;
• ci sono sacche d'aria nel sistema;
• è installata una pompa di circolazione troppo potente;
• si verifica un rabbocco d'acqua.

Inoltre, la pressione eccessiva nel circuito chiuso è causata da un errato bilanciamento mediante rubinetti (sistema troppo regolato) o dal malfunzionamento di singoli regolatori-valvole.

Per il controllo dei parametri operativi nei circuiti di riscaldamento chiusi e per la loro regolazione automatica viene installato un gruppo di sicurezza:

La pressione nella tubazione di riscaldamento diminuisce per i seguenti motivi:

• perdita del fluido termovettore;
• guasto della pompa;
• rottura della membrana dell'espansomat, crepe nelle pareti del vaso di espansione standard;
• guasti del blocco di sicurezza;
• perdita d'acqua dall'impianto di riscaldamento nel circuito di reintegro.

La pressione dinamica sarà elevata se le cavità dei tubi e dei radiatori sono intasate, se i filtri raccoglitori sono sporchi. In tali situazioni, la pompa funziona con un carico maggiore e l'efficienza del circuito di riscaldamento diminuisce. Il risultato tipico del superamento dei valori di pressione sono perdite nelle giunzioni e persino la rottura dei tubi.

I parametri di pressione saranno inferiori a quanto necessario per il normale funzionamento se nella linea è installata una pompa di potenza insufficiente. Non riuscirà a muovere il fluido termovettore alla velocità richiesta, quindi all'apparecchio verrà fornito un fluido di lavoro leggermente raffreddato.

Un secondo esempio evidente di calo di pressione è il flusso interrotto da un rubinetto. Il segno di questi problemi è la perdita di pressione in un segmento separato della tubazione situato dopo l'ostacolo per il fluido termovettore.

Poiché in tutti i circuiti termici sono presenti dispositivi che proteggono dalla pressione eccessiva (almeno un valvola di sicurezza), il problema della bassa pressione si verifica molto più spesso. Esaminiamo le cause del calo e i modi per aumentare la pressione, migliorando così la circolazione dell'acqua, nei sistemi di riscaldamento aperti e chiusi.

Pressione nell'impianto di riscaldamento aperto

A differenza di un circuito termico chiuso, un impianto di riscaldamento aperto correttamente costruito non richiede bilanciamento nel corso degli anni di esercizio: è autorregolante. Il funzionamento della caldaia e la pressione statica garantiscono una circolazione costante dell'acqua nell'impianto.

La densità dell'acqua calda che scorre nel montante di mandata è inferiore alla densità del fluido termovettore raffreddato. L'acqua calda tende a occupare il punto più alto del circuito, mentre quella raffreddata tende a trovarsi nella parte più bassa.

La pressione necessaria per la circolazione dell'acqua viene raggiunta tramite la prevalenza nel montante di mandata o con una pompa di pressurizzazione (+)

La pressione generata dalla colonna d'acqua nel montante di mandata favorisce la circolazione del fluido termovettore e compensa la resistenza presente nella tubazione del circuito. Essa è causata dall'attrito dell'acqua sulla superficie interna dei tubi, nonché dalle resistenze locali (curve e diramazioni delle tubazioni, caldaia, valvole).

A proposito, i tubi di diametro maggiore vengono utilizzati per l'assemblaggio di un sistema di riscaldamento aperto proprio allo scopo di ridurre l'attrito.

Per capire come aumentare la pressione in un impianto di riscaldamento aperto, è necessario prima comprendere il principio del raggiungimento della prevalenza di circolazione nel circuito termico.

La sua formula:

P_c = h • (r_°-r_g),

dove:

• P_c – prevalenza di circolazione;
• h – distanza verticale tra i centri della caldaia e del radiatore di riscaldamento inferiore;
• r_g – densità del fluido termovettore riscaldato;
• r_o – densità del fluido termovettore raffreddato.

La pressione statica sarà più elevata se la distanza tra gli assi centrali della caldaia e del radiatore più vicino ad essa sarà quanto più significativa possibile. Di conseguenza, l'intensità della circolazione del fluido termovettore risulterà maggiore.

Per raggiungere la massima pressione possibile nel circuito di riscaldamento, è necessario posizionare la caldaia il più in basso possibile – nel seminterrato.

Quanto più il radiatore è vicino alla caldaia sul circuito di mandata, tanto meglio si riscalda. I regolatori permettono di distribuire il calore tra tutti i radiatori dell'impianto di riscaldamento.

La seconda causa del calo di pressione in un impianto di riscaldamento aperto è legata alla sua autoregolazione. Al variare della temperatura di riscaldamento del fluido termovettore, cambia l'intensità del suo flusso. Aumentando il riscaldamento dell'acqua per il circuito termico nelle fredde giornate invernali, i proprietari ne riducono drasticamente la densità.

Tuttavia, nel passaggio attraverso i radiatori di riscaldamento, l'acqua cede calore all'atmosfera ambiente, mentre la sua densità aumenta. E secondo la formula sopra presentata, un'elevata differenza di densità tra acqua calda e raffreddata favorisce l'aumento della prevalenza di circolazione.

Quanto più il fluido termovettore è riscaldato e quanto più freddi sono gli ambienti della casa, tanto più alta sarà la pressione nell'impianto. Tuttavia, dopo che l'atmosfera degli ambienti si è riscaldata e la resa termica dei radiatori diminuisce, la pressione nell'impianto aperto cala – si riduce la differenza tra la temperatura dell'acqua in mandata e in ritorno.

Bilanciamento del sistema termico aperto a doppio circuito

I sistemi di riscaldamento gravitazionali sono realizzati con uno o più circuiti. La lunghezza orizzontale di ciascuna tubazione ad anello non deve superare i 30 m.

Ma per raggiungere una pressione e una prevalenza ottimali in un sistema aperto a circolazione naturale del fluido termovettore, è meglio realizzare le tubazioni ancora più corte – meno di 25 m. Così l'acqua potrà contrastare più facilmente la resistenza idraulica. In un circuito con più anelli, oltre al limite di lunghezza, è necessario rispettare una condizione per i radiatori di riscaldamento: il numero di sezioni in tutti gli anelli dovrebbe essere approssimativamente uguale.

La mancanza di pressione in un sistema termico aperto a due circuiti è causata da errori di progettazione o dall'ostruzione delle tubazioni (+)

Il bilanciamento degli anelli orizzontali che fanno parte di un circuito verticale è necessario in fase di progettazione dell'impianto di riscaldamento. Se la resistenza idraulica di un anello risultasse superiore a quella degli altri, la pressione statica al suo interno sarebbe insufficiente e la portata praticamente si arresterebbe.

Per mantenere la pressione necessaria in un impianto di riscaldamento a due circuiti, è necessario ridurre la sezione dei tubi in prossimità dei radiatori. Si possono anche installare valvole termostatiche (manuali o automatiche) davanti ai radiatori.

È possibile bilanciare un sistema aperto a due circuiti:

• Manualmente. Si avvia l'impianto di riscaldamento, quindi si misura la temperatura ambiente di ogni stanza riscaldata. Dove è più alta, si chiude la valvola; dove è più bassa, si apre. Per regolare il bilancio termico, sarà necessario effettuare misurazioni della temperatura e regolazioni delle valvole più volte;
• Utilizzando valvole termostatiche. Il bilanciamento avviene quasi automaticamente; è sufficiente impostare la temperatura desiderata in ogni stanza sulle manopole delle valvole. Ogni dispositivo regolerà autonomamente l'afflusso del fluido termovettore al radiatore, aumentando o diminuendo la portata.

È particolarmente importante che la resistenza idraulica totale dell'impianto di riscaldamento (di tutti gli anelli nei circuiti) non risulti superiore al valore della prevalenza di circolazione. Altrimenti, il riscaldamento del fluido termovettore e i tentativi di bilanciamento non miglioreranno la circolazione.

Pompa di circolazione per sistema termico aperto

Talvolta le misure di bilanciamento del circuito di riscaldamento di un sistema gravitazionale non producono effetti. Non tutte le cause di bassa pressione si risolvono con la regolazione: la scelta di un diametro errato dei tubi non può essere corretta senza una completa ricostruzione del circuito.

Allora, per aumentare la pressione e migliorare il movimento dell'acqua senza una significativa modifica dell'impianto di riscaldamento, nel sistema viene installata una pompa di circolazione o un dispositivo di pompaggio di sollevamento. L'unica cosa che richiederà la sua installazione è lo spostamento del vaso di espansione o la sua sostituzione con un vaso d'espansione a membrana (vaso chiuso).

In caso di grave calo di pressione, non è necessaria una pompa di circolazione, ma una pompa di pressurizzazione più potente. Tuttavia, per gli impianti di riscaldamento aperti, le pompe di pressurizzazione non sono adatte, poiché sviluppano una pressione dinamica significativa.

Il consumo energetico delle pompe di circolazione non supera i 100 W. Pertanto, non c'è bisogno di temere che spingano il fluido termovettore fuori dal circuito.

Il volume d'acqua nell'impianto di riscaldamento è più o meno costante, a condizione che si controlli il riempimento del circuito aperto. Pertanto, indipendentemente da quanta acqua la pompa di circolazione spinga attraverso il circuito davanti a sé, altrettanta ne riceverà dal tubo di ritorno.

Portando la pressione nell'impianto termico al valore richiesto, la pompa consentirà di allungarlo, ridurre il diametro della tubazione e raggiungere il bilancio del circuito in presenza di un'elevata resistenza idraulica.

Pressione nell'impianto di riscaldamento chiuso

L'installazione di una caldaia moderna, specialmente a due circuiti, viene definita dai venditori come la soluzione ideale per il riscaldamento domestico. Con un'installazione di qualità di una nuova caldaia, un sistema chiuso a circolazione forzata funziona correttamente per diversi anni, ma un giorno la pressione al suo interno diminuisce bruscamente o gradualmente. Come trovare la causa della bassa pressione dinamica?

Un impianto di riscaldamento chiuso necessita di attenzione costante. Un calo o un aumento della pressione sono ugualmente pericolosi per esso. Rimanere senza riscaldamento in inverno – è il peggior incubo per un proprietario di casa.

Prima di tutto, vengono controllati sia la pompa di rilancio che la pompa di circolazione presenti nel circuito termico. Questo dispositivo si usura più rapidamente della caldaia, del vaso d'espansione a membrana o della tubazione, pertanto il suo stato viene verificato per primo. È importante assicurarsi che alla pompa 'silenziosa' arrivi alimentazione elettrica e solo successivamente adottare misure per la sostituzione del dispositivo.

In generale, è più razionale installare due pompe nel circuito di riscaldamento in anticipo – una nel tubo principale, l'altra nel bypass. Un sistema di riscaldamento chiuso non può funzionare a bassa pressione dinamica. Pertanto, una pompa di riserva attivata in tempo proteggerà la casa e la tubazione dal congelamento.

Se la pompa è funzionante, la fonte della perdita di pressione si trova nella caldaia o nel sistema di tubazioni. Verifichiamo la caldaia per ultima, prima il circuito di riscaldamento.

Passi per la ricerca di una perdita del fluido termovettore

È possibile rilevare autonomamente le perdite nell'impianto di riscaldamento se i tubi sono installati a vista e si ha accesso ai rubinetti e a tutti gli elementi di collegamento. È inoltre necessario rimuovere il rivestimento decorativo dei radiatori.

Bisogna percorrere l'intero circuito termico con una torcia elettrica, esaminando attentamente ogni giunzione, ogni elemento del sistema (anche il collettore della caldaia). Cerchiamo pozzanghere d'acqua, macchie umide sul pavimento, tracce di acqua secca, striature di ruggine su tubi, radiatori e valvole di intercettazione.

Prendiamo un piccolo specchio, illuminiamo con la torcia e ispezioniamo il lato posteriore di ogni sezione del radiatore. Se i radiatori sono componibili, in ghisa o alluminio, è necessario esaminare i giunti tra le sezioni. Corrosione, striature di ruggine sono segni di perdita, anche se il pavimento sotto il radiatore è asciutto.

Ci sono situazioni in cui la pressione nel circuito cala lentamente, giorno dopo giorno. E non ci sono tracce visibili di perdite sugli elementi del sistema di riscaldamento o sul pavimento. Anzi, le perdite ci sono e sono numerose, ma non è possibile individuarle.

L'acqua che perde evapora sul tubo, sul radiatore o sulla superficie del pavimento, quindi non si formano pozzanghere visibili. È necessario individuare i luoghi di possibile perdita del fluido termovettore, posizionare sotto di essi fogli di carta morbida – andranno bene salviette o carta igienica. Dopo qualche ora controlliamo la carta per l'umidità. Se è bagnata, allora la perdita è qui.

Il corretto funzionamento del gruppo di sicurezza della caldaia non consiste solo nel funzionamento del manometro, della valvola di sicurezza e dello sfiato aria. Nessun suo elemento o raccordo deve perdere.

In una casa dotata di un sistema di tubazioni di riscaldamento parzialmente nascosto, è impossibile trovare le perdite da soli. Non resta che chiamare dei termotecnici, che effettueranno la ricerca delle perdite del circuito termico con apposite attrezzature.

La ricerca termotecnica delle perdite nell'impianto di riscaldamento viene eseguita in una determinata sequenza. Prima di tutto, si scarica il fluido termovettore dal circuito.

Successivamente, all'intera tubazione di riscaldamento o ai suoi singoli segmenti, dotati di valvole di intercettazione, viene collegato un compressore tramite un raccordo filettato. In alternativa estrema, è possibile collegare una pompa per auto alla tubazione.

Dopo alcuni minuti dall'inizio dell'immissione d'aria nel circuito termico, si sentirà un rumore distinguibile di aria in uscita nei punti di perdita. Ogni tratto dell'impianto di riscaldamento murato nella parete o nel pavimento con una perdita rilevata dal rumore deve essere aperto dal massetto cementizio.

Successivamente, la perdita viene eliminata sostituendo il segmento di tubo, serrando il raccordo con un avvolgimento di stoppa o nastro di teflon, smontando e installando una nuova valvola di intercettazione.

Sbalzi di pressione nella caldaia di riscaldamento

Precisiamo subito che solo un ingegnere termotecnico del servizio di assistenza è in grado di determinare l'esatto guasto dell'apparecchiatura della caldaia. In altre parole, il proprietario di casa non sarà in grado di scoprire e, tanto meno, di risolvere un guasto grave che ha causato un calo di pressione nella caldaia.

Esaminiamo le possibili cause di una variazione 'strisciante' della pressione sul manometro della caldaia, che si verifica quando la caldaia è apparentemente in buono stato.

Crepa nello scambiatore di calore. Con gli anni di funzionamento, le pareti dello scambiatore di calore nella caldaia possono sviluppare microcrepe. Le cause della loro formazione sono l'usura dell'apparecchio, l'indebolimento della resistenza durante i lavaggi, le prove di pressione (colpo d'ariete) o un difetto di fabbrica. Il fluido termovettore fuoriesce attraverso di esse e la caldaia necessita di rabbocco d'acqua ogni 3-5 giorni.

Visivamente la perdita non è rilevabile: l'acqua fuoriesce debolmente e, con il bruciatore acceso, l'umidità accumulata nella caldaia evapora. È necessaria la sostituzione dello scambiatore di calore, più raramente è possibile saldarlo.

La valvola a tre vie è ideale per gli impianti di riscaldamento a più anelli. Tuttavia, la portata di tale valvola è strettamente correlata alla frequenza con cui verrà pulita dalle impurità.

La pressione aumenta a causa del rubinetto di rabbocco aperto. Sullo sfondo di una bassa pressione dinamica nella caldaia e di una pressione più alta nell'acquedotto, attraverso il rubinetto di rabbocco entra nell'impianto di riscaldamento acqua 'in eccesso'. La pressione nel circuito termico aumenta fino al punto in cui è necessario scaricarla attraverso la valvola di sicurezza della caldaia.

Se la pressione dell'acqua di rete diminuisce, il liquido termovettore del circuito di riscaldamento forzerà l'ingresso nella caldaia, quindi la pressione nell'impianto di riscaldamento diminuirà. Un problema simile si verifica quando il rubinetto di riempimento è difettoso. È necessario chiudere il rubinetto o sostituirlo.

Aumento della pressione a causa della valvola a tre vie. Se la valvola installata sulla caldaia a doppio circuito è difettosa, l'acqua del settore 'sanitario' di riscaldamento entrerà nell'impianto di riscaldamento. La valvola a tre vie necessita di pulizia o sostituzione.

Le letture del manometro della caldaia non cambiano. Se durante le variazioni delle modalità operative della caldaia, all'aumentare o diminuire della temperatura nel circuito, il manometro mostra la stessa pressione – significa che è 'bloccato'. Cioè, attraverso il raccordo, si è accumulata sporcizia dall'impianto di riscaldamento. È necessaria la sostituzione del manometro.

Bassa pressione a causa del vaso di espansione

Con le caldaie a due circuiti nei sistemi di riscaldamento chiusi si verifica spesso questa situazione: all'avvio in modalità riscaldamento, la pressione sul manometro della caldaia aumenta bruscamente. Se il circuito è completamente riempito d'acqua, la pressione sale fino a 3 bar e si attiva la valvola di scarico, che rilascia parte dell'acqua.

Il proprietario di casa spegne il bruciatore e attende il raffreddamento dell'acqua. In questo modo la pressione scende al minimo. Successivamente, il proprietario cerca di accendere la caldaia. Ma l'apparecchio non funziona e segnala un 'allarme'. A volte, tuttavia, è possibile attivare il funzionamento della caldaia a doppio circuito se la pressione non scende troppo.

La posizione del vaso di espansione accanto alla caldaia è dovuta alla sua importanza per il sistema termico. È necessario monitorare attentamente le condizioni e l'efficienza del vaso di espansione.

Non resta che provare ad aumentare la pressione aggiungendo acqua all'impianto in modalità 'fredda' (con il bruciatore spento) e raggiungendo letture del manometro a 1,2-1,5 bar. Ma il riavvio della caldaia produce lo stesso risultato: la pressione aumenta; la valvola di scarico si attiva; l'acqua viene scaricata; la pressione è al minimo; la caldaia non vuole funzionare.

Le cause di questo guasto possono essere diverse. Tuttavia, una fonte frequente del problema è il vaso di espansione. Non importa dove sia posizionato – all'interno della caldaia o all'esterno.

Il vaso di espansione è diviso da una membrana flessibile in due parti. In una c'è il liquido termovettore, nell'altra il gas (solitamente azoto) a una pressione di 1,5 bar. L'acqua in espansione durante il riscaldamento, contenuta nel circuito termico, preme attraverso la membrana sul comparto gas del vaso a membrana. Per compensare l'aumento di pressione nell'impianto, il gas nel vaso di espansione si comprime.

Dopo anni di utilizzo del circuito di riscaldamento chiuso, il nipplo attraverso il quale veniva caricato il gas nel vaso di espansione inizia a perdere. A volte, i proprietari di casa stessi scaricano il gas, non comprendendo la funzione del nipplo.

In ogni caso, il gas nell'espansomatore diminuisce sempre di più. Presto il vaso di espansione non è più in grado di compensare la pressione del liquido refrigerante in espansione nel sistema; i suoi valori raggiungono il massimo.

Il sistema di riscaldamento chiuso reagirà a un malfunzionamento del vaso di espansione con un rapido aumento e calo della pressione dinamica.

Vediamo come risolvere il problema della carenza di gas nell'espansomatore. Innanzitutto, spegnere la caldaia; se è elettrica, scollegarla anche dalla rete elettrica.

Se il vaso di espansione è integrato nella caldaia, bisogna chiudere l'accesso dell'acqua a entrambi i suoi circuiti (o a uno). Scaricare completamente l'acqua dalla caldaia. Se l'espansomatore è separato dalla caldaia, isolare il suo tratto di tubazione dalla rete generale e scaricare l'acqua da lì.

Successivamente, prendere una pompa per auto dotata di manometro (il manometro è obbligatorio), collegarla al nipplo sull'espansomatore e pompare. Dall'area isolata della tubazione (o dalla caldaia, se il serbatoio è al suo interno) uscirà acqua – continuare a pompare.

Monitorare il manometro della pompa. L'acqua smette di fuoriuscire e la pressione raggiunge 1,2-1,5 bar – smettere di pompare aria.

Resta da aprire le valvole di intercettazione, rabboccare il circuito con acqua fino a 1,2-1,5 bar, poi accendere la caldaia. Il sistema di riscaldamento funzionerà. Se si nota che il problema di pressione si ripresenta dopo un po' di tempo, sostituire il nipplo dell'espansomatore, poiché perde molto.

Si noti che il serbatoio potrebbe presentare un altro problema, più complesso, la rottura della membrana. In tal caso, il pompaggio dell'aria non aiuterà; bisognerà sostituire l'espansomatore.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Video #1. Come effettuare il bilanciamento dei radiatori di riscaldamento in un sistema di riscaldamento domestico. Ricordiamo che senza valvole su ogni radiatore non sarà possibile bilanciare il sistema.

Video #2. Raccomandazioni di un termotecnico per il ripristino della pressione di esercizio nei circuiti di riscaldamento a circuito chiuso. Nel video viene anche spiegata la procedura per gonfiare l'espansomatore che ha perso il gas 'di fabbrica':

Un sistema di riscaldamento correttamente bilanciato svolgerà le sue funzioni per diversi anni. Ma un giorno le caratteristiche del liquido refrigerante potrebbero cambiare o gli elementi critici del circuito termico potrebbero guastarsi. Pertanto, è necessario monitorare costantemente i parametri del refrigerante tramite i manometri per reagire tempestivamente alle variazioni di pressione.

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