Differenza tra valvola motorizzata on/off e proporzionale

Uno degli argomenti più spesso confusi nella scelta di una valvola motorizzata è la differenza tra una valvola motorizzata on/off e una valvola motorizzata modulante. Viste dall'esterno, entrambe sembrano una “valvola motorizzata”; tuttavia, la loro logica di funzionamento, la capacità di regolazione, i prezzi e gli impianti a cui sono adatte differiscono tra loro. La documentazione HVAC di Siemens indica chiaramente che gli attuatori sono offerti nei tipi di regolazione on/off, a 3 punti e modulante. Anche Belimo osserva che gli attuatori per valvole possono funzionare con regolazione on/off, modulante o floating point.

Nel modo più semplice, la differenza è questa: una valvola motorizzata on/off funziona solo completamente aperta o completamente chiusa. Una valvola motorizzata modulante, invece, può portare la valvola in posizioni intermedie e regolare la portata in modo graduale. Nelle sue fonti di teoria della regolazione, Spirax Sarco definisce la regolazione on/off e la regolazione continua-modulante come modi di regolazione distinti.

Per quanto questa differenza possa sembrare piccola, ha un impatto molto grande su stabilità della temperatura, consumo energetico, frequenza di commutazione, livello di comfort e prestazioni dell'automazione. Per questo la scelta del tipo di regolazione corretto è di importanza critica in fan coil, unità di trattamento aria, centrali termiche, riscaldamento a pavimento, impianti di trattamento acqua e di processo. Anche la documentazione fan coil e HVAC di Siemens mostra che i dispositivi possono funzionare con uscite di regolazione on/off o modulanti.

Che cos'è una valvola motorizzata on/off?

Una valvola motorizzata on/off è un tipo di valvola che funziona in sole due posizioni:

• completamente aperta
• completamente chiusa

Non rimane in posizioni intermedie come il 20%, il 40% o il 70%. Quando il dispositivo di regolazione impartisce un comando, la valvola si apre o si chiude. Nella documentazione fan coil e termostato ambiente di Siemens, l'espressione “on/off control outputs” descrive esattamente questa logica; la valvola o il compressore ricevono un comando CLOSE/OFF attraverso l'uscita corrispondente. Anche Spirax Sarco spiega la regolazione on/off come uno dei modi di regolazione fondamentali.

Le valvole di questo tipo funzionano generalmente con la seguente logica:

• La temperatura ambiente è scesa sotto il valore obiettivo → apri la valvola
• Raggiunta la temperatura obiettivo → chiudi la valvola

In altre parole, non viene regolata la quantità di portata, ma se esista o meno un flusso. L'opzione di regolazione on/off è elencata direttamente anche nella documentazione degli attuatori di Belimo.

Che cos'è una valvola motorizzata modulante?

Una valvola motorizzata modulante non si limita ad aprire e chiudere la valvola; la porta anche in posizioni intermedie secondo necessità. Ad esempio, la valvola può funzionare aperta al 25%, al 40%, al 65% o al 100%. La documentazione di Siemens e Belimo definisce la regolazione modulante come lo spostamento dell'attuatore nella posizione richiesta dal sistema di regolazione.

In questo sistema, la logica di regolazione è più precisa. Ad esempio, se la temperatura dell'ambiente è molto vicina all'obiettivo, la valvola non si apre completamente; si apre solo quanto necessario. I documenti Siemens sulla regolazione idronica e sull'ottimizzazione della portata affermano chiaramente che la valvola di regolazione adatta la portata in base al carico o alla richiesta. Anche Belimo osserva che una soluzione a valvola modulante offre una corretta regolazione della batteria e una gestione più precisa della portata.

In breve, la valvola modulante è una soluzione di regolazione più avanzata che regola la portata in modo quantitativo. Nella spiegazione della teoria della regolazione di Spirax Sarco, questa struttura è trattata come comportamento di regolazione continua e regolazione modulante.

Qual è la differenza fondamentale?

La differenza più netta è questa:

Valvola on/off

• Funziona con la logica di apri o chiudi.
• La regolazione è semplice.
• È la soluzione più economica.
• La regolazione della temperatura può essere più grossolana.

Valvola modulante

• Effettua una regolazione graduale della portata.
• Offre una regolazione più precisa.
• Offre una gestione della temperatura più confortevole e più stabile.
• Richiede generalmente un'automazione più avanzata.

Dove si preferisce la valvola on/off?

Una valvola motorizzata on/off è preferita soprattutto nelle seguenti applicazioni:

• impianti fan coil standard
• controllo di zona semplice
• circuiti di riscaldamento-raffrescamento in cui è sufficiente la logica on/off
• progetti economici
• applicazioni di automazione degli edifici di piccola e media scala

Nella documentazione fan coil e controllo ambiente di Siemens è chiaramente indicato che le unità fan coil possono essere azionate con uscite on/off. Questo dimostra che la valvola on/off è particolarmente diffusa nel controllo HVAC standard basato sull'ambiente.

Il maggiore vantaggio di questo tipo di valvole è la loro semplicità e il vantaggio di costo. Sono facili da usare, semplici da integrare con un termostato e offrono prestazioni sufficienti in molte applicazioni classiche.

Dove si preferisce la valvola modulante?

Una valvola motorizzata modulante emerge generalmente nelle seguenti applicazioni:

• batterie di unità di trattamento aria
• impianti HVAC che richiedono una regolazione precisa della temperatura
• edifici con automazione BMS avanzata
• circuiti di regolazione degli scambiatori di calore
• applicazioni in cui è richiesta una regolazione di processo e di portata più precisa
• impianti orientati all'ottimizzazione energetica

Le fonti Siemens sulle valvole di regolazione indicano che le valvole di regolazione adattano la portata in base al carico o alla richiesta. Anche Belimo sottolinea che le soluzioni modulanti sono più adatte alla regolazione della batteria e offrono una regolazione migliore con una caratteristica a percentuale uguale (equal percentage).

Per questo motivo, negli impianti UTA in cui la temperatura dell'aria di mandata deve essere mantenuta più stabile, o nelle applicazioni idroniche in cui la portata deve essere regolata con precisione, una valvola modulante è la scelta più corretta.

Quale è più economica?

In termini di investimento iniziale, la valvola on/off è generalmente più economica. Il motivo è la sua struttura di regolazione più semplice. Il fatto che le opzioni on/off e modulante siano offerte separatamente nelle famiglie di prodotti Siemens e Belimo evidenzia anch'esso questa differenza funzionale.

Tuttavia, in termini di esercizio complessivo, la soluzione più economica non è sempre la on/off. Questo perché, in alcuni impianti, una valvola modulante:

• garantisce una temperatura più stabile,
• riduce il numero di commutazioni non necessarie,
• effettua una regolazione della portata più fine,
• può migliorare l'uso dell'energia.

I documenti Siemens sull'ottimizzazione idronica e le fonti Belimo sulla valvola di regolazione modulante sottolineano che la scelta della valvola di regolazione corretta è critica per l'efficienza dell'impianto.

Quindi la domanda giusta dovrebbe essere: Voglio ridurre il costo iniziale o voglio una regolazione più precisa ed efficiente?

Vantaggi della valvola on/off

I vantaggi più rilevanti della valvola on/off sono:

• logica di regolazione più semplice
• costo più conveniente
• facile integrazione con un termostato
• prestazioni sufficienti nelle applicazioni standard fan coil e di zona
• facilità di messa in servizio

Nella documentazione termostato ambiente e fan coil di Siemens si nota che le uscite on/off vengono utilizzate direttamente per questo tipo di applicazioni.

Svantaggi della valvola on/off

Una valvola on/off non è sempre la soluzione ideale. Le sue principali limitazioni sono:

• la regolazione della temperatura può essere più grossolana
• può commutare frequentemente
• possono verificarsi oscillazioni nella temperatura dell'ambiente
• può risultare insufficiente nelle applicazioni precise

La spiegazione della teoria della regolazione di Spirax Sarco tratta la differenza di qualità tra la regolazione on/off e la regolazione continua modulante come una differenza fondamentale nell'approccio di regolazione.

Vantaggi della valvola modulante

I punti di forza della valvola modulante sono:

• regolazione della portata più precisa
• gestione della temperatura più stabile
• funzionamento più professionale con l'automazione
• prestazioni migliori nella regolazione di batterie e scambiatori di calore
• un vantaggio di efficienza energetica in alcune applicazioni

Le fonti Belimo sulla valvola di regolazione caratterizzata (characterized control valve) e sull'attuatore modulante affermano che la soluzione modulante offre vantaggi in termini di corretta regolazione della batteria e di caratteristica di portata. Anche Siemens osserva che la valvola di regolazione adatta la portata in base alla richiesta.

Svantaggi della valvola modulante

Gli svantaggi della valvola modulante sono generalmente:

• investimento iniziale più elevato
• necessità di un'infrastruttura di regolazione più avanzata
• se selezionata in modo errato, la precisione attesa potrebbe non essere raggiunta
• il processo di messa in servizio e taratura richiede maggiore attenzione

Nei gruppi di prodotti Siemens e Belimo si nota chiaramente che le opzioni modulanti devono funzionare in modo compatibile con il sistema di regolazione; in altre parole, questa soluzione richiede una maggiore compatibilità di sistema.

Quale è più corretta per il fan coil?

Nelle applicazioni fan coil standard, una valvola motorizzata on/off è generalmente sufficiente. La documentazione di controllo fan coil di Siemens indica che nelle unità fan coil possono essere utilizzate uscite on/off o modulanti; questo dimostra che entrambi i tipi sono possibili ma vengono scelti in base all'applicazione.

L'approccio generale è il seguente:

• nelle applicazioni fan coil standard di hotel, abitazioni e uffici, l'on/off può essere sufficiente
• nei progetti che richiedono un comfort più premium o in cui l'automazione centrale è più precisa, si può prendere in considerazione una valvola modulante

Quale è più corretta per l'unità di trattamento aria?

Sul lato dell'unità di trattamento aria, una valvola modulante è generalmente la scelta più corretta. Questo perché nelle batterie UTA la temperatura dell'aria di mandata deve essere gestita con maggiore precisione. Il contenuto tecnico di Siemens secondo cui la valvola di regolazione adatta la portata in base al carico, e il contenuto di Belimo sulla regolazione modulante della batteria, lo confermano.

Quale è più corretta nella centrale termica?

Nella centrale termica, la risposta varia in base all'applicazione:

• se dovete semplicemente aprire e chiudere una linea, una valvola on/off può essere adatta
• se è richiesta una miscelazione della temperatura o una regolazione precisa del circuito secondario, una valvola modulante può essere più corretta

Le fonti Spirax Sarco sulla modulazione e sulla caratteristica di regolazione mostrano che la valvola deve essere scelta come on/off o modulante in base all'applicazione di regolazione.

Qual è l'errore più comune?

L'errore più frequente è selezionare una valvola senza definire ciò di cui il sistema ha realmente bisogno. Ad esempio:

• installare una valvola on/off dove è richiesta una regolazione precisa della batteria,
• scegliere una valvola modulante inutilmente costosa per un semplice controllo di zona,
• acquistare una valvola modulante ma non configurare di conseguenza il segnale di regolazione,
• considerare i concetti di on/off e modulante solo come una differenza di prezzo.

La documentazione di prodotto di Siemens e Belimo mostra che il tipo di regolazione dell'attuatore deve essere compatibile con l'uscita del sistema e con l'uso previsto.

In breve, quale dovrei scegliere?

Possiamo riassumerlo come segue:

Scegli una valvola motorizzata on/off:

• se il sistema è semplice
• se l'on/off è sufficiente
• se esegui un controllo fan coil o di zona semplice
• se il basso costo è importante
• se l'uscita del termostato è on/off

Scegli una valvola motorizzata modulante:

• se vuoi regolare la portata in modo graduale
• se vuoi mantenere la temperatura più stabile
• se esegui una regolazione UTA, di scambiatore di calore o precisa della batteria
• se disponi di un'automazione degli edifici avanzata
• se disponi di un'infrastruttura di regolazione 0-10V / modulante

Domande frequenti

Cosa significa valvola motorizzata on/off? È un tipo di valvola che funziona solo completamente aperta o completamente chiusa. Non effettua il controllo delle posizioni intermedie.

Cosa significa valvola motorizzata modulante? È un tipo di valvola che porta la valvola in posizioni intermedie secondo necessità e regola la portata in modo graduale.

Quale è migliore? Da sola, nessuna è sempre migliore. Dove è richiesta una regolazione semplice, è più corretta la on/off; dove è richiesta una regolazione precisa, la modulante.

Quale si usa nel fan coil? Nella maggior parte degli impianti fan coil standard, l'on/off è sufficiente; tuttavia, una valvola modulante può essere utilizzata anche in progetti con particolari aspettative di comfort.

Quale è più logica nell'UTA? Una valvola modulante è generalmente più logica, perché la regolazione della batteria deve essere più precisa.

Conclusione

La differenza tra valvola motorizzata on/off e modulante è fondamentalmente una differenza nella profondità di regolazione. La valvola on/off funziona con la logica di “apri o chiudi”. La valvola modulante, invece, funziona con la logica di “apri quanto necessario”.

Pertanto, nel fare una scelta, non si dovrebbe guardare solo al nome del prodotto, ma alle seguenti domande:

• Il sistema richiede un comportamento on/off o una regolazione graduale?
• Quanto è elevata l'aspettativa di comfort?
• Cosa supporta l'infrastruttura di automazione?
• È importante l'investimento iniziale o la regolazione precisa?

Come regola generale:

• nei fan coil e nelle zone semplici, il più delle volte on/off
• nelle UTA, nella regolazione precisa delle batterie e nell'automazione avanzata, il più delle volte modulante

è la scelta più corretta.