Sempre più spesso ci troviamo a dover utilizzare valvole termostatiche a bassa inerzia termica negli impianti a radiatori perché imposte da diverse normative tra le quali:

• Detrazioni fiscali “ecobonus” nel caso di caldaie a condensazione
• Conto Termico 2.0 per caldaie a biomassa, pompe di calore, solare termico e caldaie a gas
• Contabilizzazione e termoregolazione obbligatoria nei condomini

Perché, spesso, il Legislatore ci “impone” l’utilizzo di questi dispositivi?

Di seguito cercheremo di spiegare che il motivo è essenzialmente legato al miglioramento dell’efficienza e del risparmio economico dell’impianto nel quale essi vengono installati.

Cos’è
La valvola termostatica è una valvola la cui apertura è proporzionale alla differenza fra la temperatura impostata dall’utente sul sensore di temperatura chiamato testa termostatica e la temperatura ambiente misurata.

Lo scopo della valvola termostatica è mantenere la temperatura ambiente pari a quella impostata sulla testa termostatica, perciò quando la temperatura ambiente è uguale alla temperatura impostata, la valvola regola in chiusura.

A cosa serve?
La valvola termostatica consente di:

• Controllare l’emanazione di calore dell’impianto per ogni singolo locale
• Bilanciare automaticamente l’impianto
• Valorizzare gli interventi di coibentazione termica dell’impianto
• Controllare in maniera indiretta, la temperatura di ritorno di un impianto a radiatori
• Non preoccuparsi dell’eventuale sovradimensionamento dei corpi scaldanti, anzi trasformarlo in un vantaggio automatico.

La regolazione a portata variabile prevede che la potenza emessa sia controllata agendo sulla portata circolante nell’impianto.

In pratica questo tipo di regolazione si attua installando su ciascun corpo scaldante una valvola termostatica.

Non appena il sistema di regolazione deve ridurre la potenza erogata, le portate si riducono drasticamente.

In questo caso non ci sono problemi di bilanciamento dell’impianto in quanto i regolatori posti su ciascun corpo scaldante provvedono a regolare il flusso d’acqua indipendentemente da quanto accade agli altri corpi scaldanti.

Si tratta di un ottimo sistema di termoregolazione in quanto:

• Le portate sono estremamente ridotte (consumi elettrici minimi e basso costo della pompa)
• Il bilanciamento dell’impianto è automaticamente garantito (se non si innescano fenomeni di instabilità)
• la temperatura di ritorno è ridotta, favorendo lo sfruttamento di caldaie a condensazione.

La funzione primaria della valvola termostatica
La valvola termostatica è un regolatore di temperatura del corpo scaldante sul quale è applicata, agendo sulla portata d’acqua che lo attraversa.

L’otturatore della valvola è comandato dalla dilatazione del liquido contenuto nella testina/sensore.

L’aumento di temperatura ambiente provoca quindi l’avanzamento dell’otturatore finché questo non andrà in battuta e chiuderà completamente la valvola in corrispondenza alla temperatura impostata sulla ghiera di regolazione.

In questo modo, il corpo scaldante non verrà più alimentato e quando la temperatura ambiente corrisponderà a quella impostata si raffredderà completamente.

Quando la temperatura del locale scenderà nuovamente al di sotto di quella impostata, la valvola inizierà ad aprirsi e circolerà nuovamente acqua calda nel corpo scaldante, immettendo calore nel locale per contrastarne la diminuzione di temperatura.

Si può considerare che la valvola termostatica sia un regolatore di tipo P, cioè proporzionale.

Ciò significa che la potenza erogata dal corpo scaldante sarà all’incirca proporzionale alla differenza di temperatura fra il valore desiderato, impostato sulla manopola, ed il valore reale sentito dalla testina.

Gli impianti di riscaldamento devono essere dotati di un sistema di termoregolazione del calore che ne moduli la potenza termica erogata in ambiente. In funzione delle necessità contingenti: idealmente il calore dovrebbe essere erogato solo dove serve, quando serve e quanto serve.

Supponendo di partire dalla condizione di locale freddo, inizialmente la valvola sarà completamente aperta e la portata nel radiatore sarà quella massima, detta anche “di progetto”. Poiché l’acqua attraversa rapidamente il radiatore, in queste condizioni esce ancora calda e tutto il radiatore è caldo: la potenza erogata è quella massima di progetto e la temperatura della stanza aumenta.

A mano a mano che si riduce la differenza fra temperatura impostata sulla ghiera e temperatura ambiente (che aumenta) viene ridotta:

• L’apertura della valvola; aumenta la perdita di carico a cavallo dell’otturatore
• La portata di acqua circolante nel corpo scaldante
• La temperatura di ritorno del corpo scaldante
• La temperatura media del corpo scaldante (poiché la temperatura di mandata è costante)
• La potenza emessa dal corpo scaldante.

Per piccole differenze di temperatura, l’apertura della valvola è modesta e la piccola portata di acqua circolante fa in tempo a raffreddarsi quasi completamente mentre attraversa il corpo scaldante.

La bassa temperatura di ritorno che si ottiene (che tende ad avvicinarsi alla temperatura del locale, cioè circa 20°C), determina una bassa temperatura media del corpo scaldante, quindi una bassa potenza emessa dallo stesso, anche se la sua superficie e la temperatura di ingresso rimangono costanti.

Al limite, se la potenza richiesta dal locale è veramente modesta (per esempio nelle mezze stagioni), la pochissima acqua immessa nel radiatore si raffredderà completamente prima ancora di raggiungere la parte inferiore del radiatore, ove la temperatura dell’acqua si stabilizza vicino alla temperatura ambiente.

In queste condizioni, la parte superiore del radiatore è calda (alla temperatura di mandata) mentre la parte inferiore è fredda (a temperatura ambiente). E’ come se il radiatore “rimpicciolisse” progressivamente.

La valvola termostatica è un regolatore della temperatura ambiente di tipo proporzionale. Essa agisce sulla portata d’acqua circolante sul radiatore, in modo tale da ridurne la temperatura media e la potenza erogata. La conseguenza del funzionamento corretto delle valvole termostatiche è una drastica riduzione delle portate d’acqua circolanti all’interno dell’impianto.

Alcune regole per un corretto utilizzo delle testine termostatiche

• Eliminare copritermosifoni e coperture varie dai caloriferi.
• Chiudere la valvola (impostando il valore 1 o “fiocco di neve”) quando si cambia l’aria nelle stanze, tenendo finestre e caloriferi aperti contemporaneamente si spreca una grande quantità di calore.
• Chiudere le tapparelle la sera, in modo da non disperdere inutilmente il calore.
• Lasciare la testina sul 5 nel periodo estivo, in modo da evitare la formazione di calcare e il conseguente blocco della stessa.
• Lasciare la valvola sul 1/2 nelle stanze che non si utilizzano o se si lascia vuoto l’alloggio per alcuni giorni.

Principali vantaggi nell’utilizzo delle valvole termostatiche
Non ha senso parlare di qualità per un impianto di climatizzazione (estiva e/o invernale) se esso non consente di regolare la temperatura ambiente stanza per stanza e di poterla mantenere nel tempo. Variazioni di temperatura ambiente sono dannose per la salute e comportano fenomeni fastidiosi alle pareti esterne in fase di raffreddamento, quando sono accompagnati (quasi sempre) da fenomeni di condensa (per abbassamento della temperatura), formazione di muffe e cattivi odori.

Il sistema migliore per ottenere una corretta regolazione, allo stato attuale della tecnica, è l’impiego di valvole termostatiche di buona qualità per il controllo della temperatura di ciascun locale riscaldato. Analogamente, non ha senso parlare di risparmio energetico e di impianti a condensazione senza l’impiego di valvole termostatiche (o di altri dispositivi funzionalmente equivalenti) almeno per le seguenti ragioni:

• le valvole termostatiche consentono di ottenere e stabilizzare in ciascun locale, indipendentemente dagli altri, la temperatura ottimale per il comfort, anche quando per il locale venga nel tempo modificata la destinazione d’uso.
• l’uso corretto delle valvole termostatiche consente controllare la temperatura di ritorno e sfruttare la condensazione anche nei vecchi impianti a radiatori che acquisiscono caratteristiche di comfort paragonabili a quelle degli impianti a pannelli pur rimanendo funzionalmente più flessibili e più economici nella gestione, richiedendo una portata d’acqua molto bassa con risparmio di energia elettrica.
• le valvole termostatiche consentono di recuperare ogni tipo di apporto gratuito, sia di origine interna che esterna, con un ulteriore risparmio di combustibile.
• le valvole termostatiche garantiscono il bilanciamento continuo ed automatico dell’impianto di riscaldamento in maniera semplice e definitiva.

Da quanto sopra esposto possiamo quindi affermare che l’utilizzo di questi dispositivi non deve essere visto come un mero “obbligo normativo” ma invece come un’ottima opportunità, a basso costo, per “efficientare” e far funzionare al meglio il proprio impianto.