Procedura di dimensionamento di un collettore

I collettori sono tratti di condotto impiegati per distribuire e raccogliere fluidi provenienti da più circuiti. Possono essere classificati in Collettori di zona e Collettori principali.
I primi, detti anche “collettori interni”, permettono di collegare la rete principale di distribuzione del fluido termovettore con le unità terminali d’impianto (radiatori, ventilconvettori, pannelli radianti etc…); i materiali in genere impiegati per la loro realizzazione sono rame o ottone sebbene è possibile trovarne in commercio in lega d’alluminio. I diametri tipici vanno da ¾” a 1 ½” in relazione anche alle differenti caratteristiche costruttive che permettono di classificarli in svariati modi: semplici, ciechi, complanari etc….
I secondi, detti anche “collettori di centrale”, vengono realizzati in genere nelle centrali termiche o frigorifere e funzionano come distributori di fluido da inviare alle varie utenze: circuito radiatori, circuito pannelli, circuito ventilconvettori, circuito UTA, etc…
Sono in genere realizzati artificialmente partendo da tratti di tubazione aventi diametri specifici legati alle portate d’acqua messe in gioco nei circuiti idraulici; non esistono formule generali semplici e precise per la loro realizzazione essendo troppe le variabili messe in gioco è possibile tuttavia tracciare delle linee guida per la loro realizzazione con riferimento a collettori indipendenti con attacchi laterali. viene riportata nel seguito la procedura per il dimensionamento di un collettore di centrale

Misure d’ingombro dei collettori

Dimensione del collettore

La dimensione del diametro del collettore si calcola come radice quadrata della somma le aree delle tubazioni uscenti aumentata del 50%.

Una volta dimensionato il dimetro del collettore arrotondato al primo dimetro commerciale disponibile, si procede al calcolo dell’altezza dei bocchelli

Determinazione dell’altezza del bocchello

• alla metà del diametro del bocchello + 100 mm. Fig. 4.72
• alla metà della somma del diametro del collettore + il diametro del bocchello, aggiungendo sempre 100 mm. Fig. 4.73.

Per determinare l’allineamento sulla mezzeria dei volantini delle valvole o saracinesche degli altri bocchelli del collettore, aventi diametri diversi, si calcolerà l’altezza del bocchello della derivazione di diametro maggiore.

Esempio di calcolo di un collettore

si deve costruire un collettore con una tubazione di adduzione e tre circuiti di partenza. per esempio:

Tubazione di adduzione	∅ 82/89 mm
Circuito bollitore	∅ 51/57 mm
Circuito radiatori	∅ 51/57 mm
Circuito aerotermi	∅ 64/70 mm

Per ora escludiamo la tubazione di entrata e determiniamo le sezioni di tutte le tubazioni uscenti.

Circuito bollitore	20 cm2
Circuito radiatori	20 cm2
Circuito areotermi	32 cm2
Totale	72 cm2
Aumento del 50%	36 cm2
Totale	108 cm2

Si determina quindi il diametro interno del collettore in base alla seguente formula:

Pertanto it diametro del collettore e di 11,7 cm. Se il valore calcolato non dovesse corrispondere ai diametri nominali normativi, si sceglie la dimensione del tubo immediatamente superiore. Nel nostro caso 125/133.

Determinazione dell’altezza del bocchello

Si determina l’altezza del bocchello della derivazione di diametro maggiore 64-70 (circuito aerotermi)

h = (70 / 2) + 100 = 135 mm (arrotondato a 140 mm)

Distanza tra i bocchelli

Dalla tabella 4.10 si rileva lo scartamento di una valvola frangiata di DN 65 risulta di 290 mm. Pertanto l’altezza dalla generatrice superiore del collettore alla mezzeria del volantino, sarà uguale all’altezza del bocchello + metà dello scartamento della valvola. Fig. 4.75. In questo caso:

140 + 145 = 285 mm

La determinazione dell’altezza degli altri bocchelli, si otterrà decurtando la meta dello scartamento della valvola dalla misura della maggiore.

Esempio

Calcolo dell’altezza del bocchello del circuito radiatori ( ∅ 51/57 ). Dalla tabella 4.10 per una valvola DN 50, si rileva uno scarta­mento di 230 mm. Pertanto, considerando il calcolo precedente attraverso il quale la distanza dell’asse del volantino dalla generatrice superiore del collettore era stata determinata paria 285 mm, l’altezza del bocchello risulta pari a:

285 mm ‑ 115 mm 170 mm (altezza del bocchello circuito radiatori)

Distanza tra i bocchelli con valvole flangiate

Per determinare la distanza tra i singoli bocchelli con l’impiego di valvole flangiate, si considera it diametro dei volantini, mante­nendo tra gli stessi una distanza prestabilita di 100 mm. Assumendo i dati dell’esempio (1), abbiamo dalla tabella 4.10 :

• per DN 65 diametro volantino 160 mm
• per DN 50 diametro volantino 140 mm

pertanto la distanza da mezzeria a mezzeria dei bocchelli, utilizzando l’altezza precedentemente determinata paria 140 mm (arrotondamento dei 137 mm derivanti dal calcolo) diventa:

(160 / 2) +100 + (140 / 2) = 250 mm

per it bocchello seguente di DN 50, vedi fig. 4.76, si procede secondo lo stesso calcolo pertanto :

(140 / 2) + 100 + (140 /2) = 240 mm

Distanza tra i bocchelli con saracinesche flangiate

La distanza tra i bocchelli, con l’impiego di saracinesche flan­giate è determinata dalla larghezza della flangia della saracinesca. Si utilizza normalmente una distanza di 50 mm tra le parti superiori delle flange, pertanto l’esempio precedente diventa : (con DN 65 e DN 50, dalla tabella 4.11)

(160 / 2) +50+ (140 / 2) = 200 mm

per it bocchello seguente:

(140 / 2) +50 + (140 / 2) = 190 mm

Tabella di dimensionamento rapido

DN	Scartamento mm	Volantino mm
15	130	100
20	150	100
25	160	120
32	180	120
40	200	140
50	230	140
65	290	160
80	310	160
100	350	180
150	480	225
200	600	290