La termografia come tecnica per rilevare difetti negli impianti radianti
Ecco un caso studio del nostro cliente Valerio Di stefano con la sua Termocamera FLIR E8
Valerio è un ingegnere e progettista termotecnico che lavora per la Georg Fischer, nota multinazionale svizzera specializzata nella produzione e commercializzazione di sistemi per tubazioni plastiche.
In particolare si occupa anche di impianti radianti, ha pubblicato un libro con la Grafill e ha recentemente acquistato una Termocamera Flir E8 per effettuare al meglio una diagnosi energetica di impianti e costruzioni.
“Gli impianti radianti sono diventati molto popolari negli ultimi anni, specie nell’edilizia residenziale” dice Valerio Di Stefano. “Comunque a volte sistemi che funzionano apparentemente in maniera ottimale nascondono difetti. Questi problemi possono riguardare la struttura del massetto, la posizione e la geometria delle tubazioni o anche il valore di portata che scorre in esse. Per fortuna con una termocamera si possono evidenziare rapidamente aspetti precedentemente molto difficili da diagnosticare”. “Ho acquistato presso la CGT una Flir E8, perché ha un buon livello di risoluzione (320 x 240)”.
L’ingegnere prosegue con le sue considerazioni:
“L’applicazione della termocamera sugli impianti radianti è da intendersi nell’accezione della ISO 18436 ovvero in termini di monitoraggio delle condizioni di funzionamento e non come controllo non distruttivo sui materiali (UNI EN ISO 9712):
quello che interessa conoscere è infatti se esistono variazioni del funzionamento del sistema rispetto ad un archivio “base” storico di confronto adoperando immagini o “termogrammi” relativi all’impianto in essere o relative ad altri impianti di riferimento.
Sarebbe quindi un servizio utile prevedere una diagnosi del sistema radiante per come installato e monitorarlo nel tempo.
Cosa possiamo dedurre dalla termografia in queste applicazioni?
- distribuzione geometrica dei tubi;
- profilo termico della superfice attiva e sua variazione nel tempo;
- presenza di anomalie e differenze di funzionamento tra punti del sistema;
- presenza di perdite nell’impianto;
- ricerca immediata di temperature troppo alte o troppo basse;
- misura, in casi particolari, delle temperature lungo la superficie attiva.
Un impianto radiante è un sistema che consente di riscaldare o raffreddare un’ampia superficie di un locale (solitamente l’intero pavimento o una buona parte del soffitto) attraverso generalmente di apposite tubazioni in cui circola acqua.
Una volta che la superficie ha raggiunto opportuni valori di temperatura si riesce a controllare la temperatura degli ambienti e potenzialmente a garantire livelli di comfort molto alti (ovviamente progettando e realizzando l’impianto per come si deve!).
Fra le altre cose spesso si riscontrano sensibili risparmi di energia rispetto all’uso di altre tecnologie e si posso studiare interessanti sinergie per l’utilizzo di fonti rinnovabili.
Una termografia rileva con molta precisione la struttura delle tubazioni e consente anche di valutare altri importanti organi dell’impianto.
Sp1 Temperature 44.5 °C
Sp1 Emissivity 0.93
Sp2 Temperature 30.7 °C
Sp2 Emissivity 0.93
L’immagine rappresenta un collettore complanare di alimentazione di un impianto radiante con due circolatori, uno per ciascun collettore.
I punti Sp1 ed Sp2 hanno in realtà quasi la stessa temperatura ma aver fissato un medesimo valore di emissività porta a delle conclusioni fuorvianti.
In particolare su Sp1 è applicato un elemento di nastro isolante con emissività nota e molto prossima al valore impostato nello strumento; quindi il fluido di mandata si trova realmente a 44°C e non a 30,5°C
L’immagine mostra come si modifica il termogramma non appena si avvia la pompa di sinistra.
La seguente immagine è interessante; rappresenta un circuito radiante in fase di accensione visualizzato con una tecnica digitale di fusione dell’immagine nel visibile.
Sul termogramma sono applicate due funzioni di analisi “profilo” secondo le linee pseudo ortogonali allo sviluppo dei tubi Li1, Li2 e Li3. Si nota per Li2 verso destra un’intrusione più fredda e non omogenea che meriterebbe approfondimenti, potendo illustrare variazioni nello spessore di massetto ovvero nella colla usata per la finitura.
La linea Li4 in verde rappresenta bene questa oscillazione termica che non dovrebbe esserci lungo un tratto di tubo di pochi decimetri.
La seguente immagine a sinistra mostra in maniera chiara la zona interna di un circuito e si vede il percorso del tubo di ritorno al centro. L’immagine di destra mostra a distanza di 10 anni l’estro “artistico” dell’installatore che ha diradato al centro il passo e ha alterato l’usuale geometria.
L’immagine di destra rivela anche il surriscaldamento dell’impianto con temperature fuori norma.
Le due immagini a seguire sono estremamente didattiche.
Sp1 Temperature 23.8 °C
Sp2 Temperature 19.3 °C
Sp3 Temperature 22.2 °C
Sp1 Temperature 20.4 °C
Sp2 Temperature 21.9 °C
Sp3 Temperature 21.2 °C
Le immagini sono scattate in prossimità di un armadio (quella in alto) e di un letto (quella in basso); si vede chiaramente un accumulo di energia termica sotto i mobili.
Queste zone tenderanno in poco tempo e per l’elevatissimo fattore di vista a portare la superficie esposta del mobile ad una temperatura prossima al pavimento radiante, bloccando il flusso per irraggiamento e (a seconda di spifferi e dell’altezza dei mobili) possibilmente anche lo scambio per convezione.
Si determinerà di contro un serbatoio di calore che verrà rilasciato solo durante lo spegnimento dell’impianto e che del resto deve essere caricato in fase di avvio.
La presenza di impianto radiante alle spalle di mobili o altri ostacoli aumenta in definitiva l’inerzia del sistema tanto in fase di spegnimento che in avvio e non contribuisce di fatto a controllare la temperatura dell’ambiente; del resto si crea una barriera alle dispersioni di calore verso le zone occupate da ostacoli, barriera che ovviamente ha un costo energetico.
Personalmente non mi sento di consigliare una regola generale per escludere il passaggio di tubazioni dietro ostacoli: questo presuppone di conoscere esattamente la loro posizione e che permanga tale per sempre; inoltre l’installazione dell’impianto diventerebbe lenta e complessa.
Preferisco quindi suggerire di installare il terminale radiante anche sotto i mobili, tranne che in casi acclarati di strutture permanenti (cucine a penisola, armadi a muro,..).
L’immagine che segue evidenzia zone in cui non è stato installato impianto radiante e zone in cui si è infittito il passo dei tubi per la presenza del collettore alle spalle del muro; si determina un surriscaldamento, ma trattandosi di una fascia marginale non necessariamente questo costituisce un problema; la domanda che vi state facendo me la pongo pure io: per quale ragione non si è steso l’impianto su tutta la superficie?
La prossima immagine mostra l’effetto di un tappetino; non necessariamente blocca lo scambio termico: tutto dipende dalla sua resistenza termica e in questa immagine scattata in fase di accensione si vede che il pavimento già lo sta iniziando ad attivare termicamente: contribuirà a riscaldare l’ambiente in misura minore, ma non sarà uno scudo assoluto all’energia emessa, come sostengono alcuni.
Le prossime due immagini evidenziano l’effetto fuorviante della bassa emissività del collettori in acciaio apparentemente freddi e la possibilità offerta da una termocamera di operazioni pericolosissime quali la perforazione con un trapano.
Ed ecco a voi finalmente una rappresentazione di una perdita portata a giorno proveniente dall’impianto dell’appartamento sovrastante.
Sono sicuro che fremevate dalla voglia di vederla!
Si vede chiaramente il raffreddamento dovuto all’evaporazione dell’acqua dalla superficie.”
Potete contattare direttamente Valerio all’indirizzo: valerio.distefano@alice.it
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Dario
