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Portata Volumetrica del Tubo del Gas Metano e Coefficiente P

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La portata del gas metano è uno dei principali parametri nel dimensionamento di un impianto gas. Le sezioni delle tubazioni che trasportano il gas devono avere un diametro tale da garantire il passaggio della portata massima richiesta da ciascun apparecchio.

portata gas metano

La portata di gas

La portata massima totale, che passerà nel tratto iniziale del circuito prima delle derivazioni, corrisponde alla somma delle portate di gas dei singoli apparecchi collegati. Nello stesso tempo il diametro scelto deve limitare la perdita di pressione tra il contatore e qualsiasi apparecchio al di sotto dei valori limite stabiliti dalla normativa.

Come calcolare la portata di gas?

La portata volumetrica del gas si misura in metri cubi all'oram3/h. Per ricavare la portata è necessario dividere la potenzialità termica per il potere calorifico superiore del metano (PCS):

  • Q (m3/h) = potenzialità (kW) / Hs (kJ/m3) * 3.600

dove Hs, il potere calorifico superiore, è pari a 38.311 kJ/m3

Poniamo l'esempio di una caldaia con una portata termica nominale pari a 15 kW, in questo caso la portata volumica sarà:

  • Q = (15 / 38.311 ) * 3.600 = 1,6 m3/h

Questa rappresenta la massima portata di gas richiesta dalla caldaia quando lavora al massimo della sua potenza. Nel normale funzionamento degli apparecchi, sia la caldaia che il piano cottura, lavorano a potenze più basse e richiedono portate inferiori alla massima. Ad esempio quando è acceso solamente un fornello della cucina.

Coefficiente P - potere calorifico superiore (del gas)

Il potere calorifico superiore indica la quantità di energia che si può ricavare da un metro cubo standard di gas. Detto in maniera semplice, il potere calorifico superiore non è nient'altro che la quantità di energia contenuta in un metro cubo di gas a condizioni standard di temperatura e pressione. Oltre che a indicare l'energia prodotta da un metro cubo di gas, il potere calorifico è anche un buon indicatore di qualità del gas: migliore è la qualità della miscela combustibile di cui è composto, maggiore è l'energia che se ne può estrarre. Il Potere Calorifico Superiore del gas è solitamente espresso in gigajoule per standard metro cubo di gas.

A cosa serve calcolare il potere calorifico superiore? È molto importante calcolare il potere calorifico superiore dato che, per il cliente finale, è fondamentale sapere la quantità di energia contenuta nel gas e fatturata poi in bolletta. 

Di solito la portata necessaria ad alimentare ogni apparecchio è riportata sui dati di targa.

La lunghezza delle tubazioni dell'impianto del gas

Nel dimensionamento dell'impianto delle tubazioni la portata è uno dei dati per procedere con il calcolo del diametro di ogni tratto del circuito. La normativa 7129/15 indica dei prospetti che riportano i valori delle portate di gas possibili in funzione del diametro interno e della lunghezza per diverse tipologie di tubazione.

Le tubazioni del gas metano portano il gas dal punto di riconsegna, ossia dal contatore, a tutte le apparecchiature presenti in casa che lo utilizzano.
Se l'abitazione non è allacciata alla rete nazionale del gas metano, in molti casi si ricorre all'uso del GPL (Gas di Petrolio Liquefatto), generalmente immagazzinato in un serbatoio adiacente la casa.

Il dimensionamento delle tubazioni del gas

Il dimensionamento di un impianto del gas prevede la corretta scelta delle tubazioni relativamente alla loro lunghezza, alla tipologia ed al diametro. La normativa si applica a partire dal rubinetto posto subito dopo il contatore del gas e specifica tutti i parametri e le modalità di posa delle tubazioni. Per gli impianti domestici nella maggior parte dei casi la norma di riferimento è la UNI 7129 del 2008.
Il dimensionamento dei tubi dipende dai carichi installati, dalla distanza tra essi ed il punto di consegna e dal tipo di percorso che si deve seguire. Il materiale dei tubi può essere acciaio, rame o polietilene (da impiegare solo per le tubazioni interrate).

  • I parametri per il dimensionamento delle tubazioni sono:
  • La portata del gas: La sezione deve essere tale da garantire la portata del gas sufficiente a coprire quella massima richiesta dell'impianto.
  • Le perdite di carico: La perdita di pressione tra il contatore e qualsiasi apparecchio deve essere inferiore:
    • a 1,0 mbar per il gas metano
    • a 2,0 mbar per il GPL

Se prima del contatore è presente un regolatore di pressione, la perdita di carico massima può essere il doppio dei valori sopra riportati.
Il dimensionamento può essere eseguito con un preciso calcolo analitico oppure con un metodo semplificato tramite prospetti. La portata totale del gas si può desumere in base alle apparecchiature finali che utilizzano il gas poiché è un parametro indicato nel libretto d'istruzioni.

La posa delle tubazioni del gas

Le tubazioni possono essere interrate, a vista, in canaletta o sottotraccia e generalmente i percorsi sono di tipo misto. Quando sono a vista, i tubi devono essere collocati in modo tale da essere protetti da urti e danneggiamenti. La norma specifica che lungo il percorso devono essere installati appositi rubinetti di intercettazione del gas per sicurezza, come il rubinetto generale o quello a monte di ogni apparecchio.

Le tubazioni del gas devono essere poste preferibilmente all'esterno dell'edificio.

Per quanto riguarda l'impianto interno delle tubazioni non è consentito:

  • il sottopasso degli edifici
  • posare le tubazioni sottotraccia nel lato esterno dei muri perimetrali
  • la posa nei giunti di dilatazione e sismici degli edifici
  • la posa sotto traccia in diagonale ed obliqua
  • la posa sotto traccia (o sotto pavimento) nelle parti comuni dell'edificio
  • il contatto con tubazioni dell'acqua
  • la collocazione dei tubi in camini e canne fumarie
  • l'attraversamento di pareti, solai o intercapedini con tubi flessibili

La caduta di pressione nella tubazione di gas

L'impianto del gas metano è soggetto a specifica normativa che riguarda anche la caduta di pressione, anche detta perdita di carico. Ai fini della sicurezza e del corretto funzionamento degli apparecchi che utilizzano il gas, la verifica della caduta di pressione risulta indispensabile. Questo è valido sia per i nuovi impianti sia per quelli già esistenti.

Ogni impianto interno all'abitazione deve essere dotato di una presa di pressione posta a valle del rubinetto generale e del contatore del gas. Tale dispositivo serve a controllare la pressione dell'impianto quando necessario.

Come calcolare la caduta di pressione?

La procedura prevede il calcolo della portata massima (in m3/h) richiesta per ogni tratto dei tubi in funzione della portata nominale indicata sugli apparecchi. Una volta determinate le lunghezze dei tratti si procede al dimensionamento.
La verifica della caduta di pressione totale riguarda l'intero percorso che arriva ad ogni singolo apparecchio. Il calcolo può essere effettuato analiticamente mediante apposite formule oppure con un metodo semplificato attraverso prospetti indicati nella normativa. Per diminuire la caduta di pressione è necessario aumentare la sezione della tubazione.

Il dimensionamento deve limitare la caduta di pressione tra il contatore e gli apparecchi collegati.

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