Una valvola di non ritorno (valvola di ritegno) lascia scorrere il fluido in un solo senso e si chiude automaticamente contro il flusso inverso. Nei circuiti solari il suo compito principale è impedire la circolazione naturale inversa notturna, in cui l'acqua calda dell'accumulo circola a ritroso verso il collettore freddo e disperde verso il cielo il calore accumulato. I freni a gravità solari si aprono a circa 20 mbar di pressione diretta.
Che cosa fa una valvola di non ritorno in un circuito di riscaldamento o solare?
Una valvola di non ritorno consente il flusso nel senso indicato e si chiude contro qualsiasi tentativo di flusso inverso: nessun attuatore, nessuna alimentazione, solo un battente, un otturatore o un disco mosso dal fluido stesso. Nei circuiti chiusi di riscaldamento e solari il suo scopo raramente è la protezione dagli incidenti e quasi sempre la prevenzione di una circolazione naturale indesiderata: l'acqua calda è più leggera di quella fredda e, ovunque un recipiente caldo sia collegato a tubazioni più fredde, la gravità innesca silenziosamente un anello di circolazione che il progettista non aveva previsto. Negli impianti per acqua potabile, le valvole di non ritorno a molla sono anche l'elemento funzionale della protezione contro il riflusso secondo la EN 1717, che impedisce all'acqua riscaldata o trattata di entrare nella rete dell'acqua potabile.
Perché un circuito solare senza valvola perde calore durante la notte?
Perché lo schema di flusso diurno si inverte. Dopo il tramonto il collettore diventa il punto più freddo del circuito mentre l'accumulo resta caldo: esattamente la disposizione di densità che aziona un sistema a circolazione naturale, ma al contrario. L'acqua calda dell'accumulo sale nella tubazione di ritorno, si raffredda nel collettore, scende lungo la tubazione di mandata e il collettore trascorre la notte come un radiatore rivolto verso il cielo. L'effetto è silenzioso e si nota solo come un accumulo più freddo di diversi kelvin ogni mattina; nel corso di una stagione può cancellare una quota significativa della resa. Per questo ogni gruppo di circolazione solare monta freni a gravità su entrambe le linee: una sola linea consentirebbe comunque un lento anello di circolazione in un'unica tubazione.
Quali tipi di valvola di non ritorno esistono?
| Tipo | Come si chiude | Uso tipico |
|---|---|---|
| Valvola a battente (clapet) | La gravità fa chiudere un disco incernierato | Tubazioni più grandi, minime perdite di carico |
| Valvola in linea a molla | Una molla preme un otturatore sulla sua sede, funziona in qualsiasi orientamento | Mandata della pompa, ricircolo ACS |
| Freno a gravità | Disco zavorrato che si apre a ≈ 20 mbar di pressione diretta | Gruppi solari, funzione anti-circolazione naturale |
| Doppia valvola di non ritorno | Due stadi a molla in serie | Protezione dal riflusso dell'acqua potabile (EN 1717) |
Il freno a gravità merita un'attenzione particolare: la sua pressione di apertura di circa 20–50 mbar è deliberatamente superiore a qualsiasi differenza di pressione dovuta alla densità, quindi la circolazione naturale non può sollevarlo, mentre la pompa lo apre senza fatica. La maggior parte dei modelli ha una posizione di servizio: ruotando il cappuccio o la scanalatura la valvola resta permanentemente aperta per il riempimento, il lavaggio e lo svuotamento completo.
Dove si installano le valvole di non ritorno negli impianti solari e di riscaldamento?
Quattro posizioni coprono la maggior parte degli impianti: sulle linee di mandata e ritorno del circuito solare (di solito integrate nel gruppo di circolazione); nell'anello di ricircolo dell'acqua calda sanitaria, perché la pompa di ricircolo non possa spingere a ritroso attraverso l'accumulo; dopo ogni generatore negli impianti a più fonti, in modo che una pompa di calore in funzione non faccia circolare il fluido attraverso una caldaia o uno scambiatore solare inattivi; e nel gruppo di ingresso dell'acqua fredda dei bollitori pressurizzati, come parte del gruppo di sicurezza. In ogni posizione la valvola deve essere adatta al fluido (guarnizioni compatibili con il glicole per il fluido solare) e la sua pressione di apertura deve essere inclusa nel dimensionamento della pompa.
Quando la valvola di non ritorno è il componente sbagliato?
Ogni volta che il flusso deve poter invertirsi o svuotarsi. Un sistema drain-back si basa sul ritorno per gravità dell'acqua fuori dai collettori quando la pompa si ferma: una valvola di non ritorno su quel percorso vanificherebbe l'intero concetto di protezione antigelo. Uno scaldacqua solare a circolazione naturale è alimentato dalla circolazione naturale, quindi un freno nel suo anello blocca del tutto il sistema. E durante il riempimento, il lavaggio e la sostituzione del fluido, i freni a gravità devono essere portati nella posizione di servizio aperta e poi richiusi: un passaggio che le liste di controllo della messa in servizio servono proprio a non dimenticare.
Domande frequenti
Come capisco che il mio impianto solare ha bisogno di una nuova valvola di non ritorno?
Il segno classico è un accumulo che si raffredda insolitamente in fretta durante la notte, mentre il collettore o le sue tubazioni sono tiepidi prima dell'alba. Un freno a gravità bloccato in apertura o sporco lascia attiva la circolazione inversa; sostituire o pulire la cartuccia ripristina la barriera.
Serve un freno a gravità o ne servono due?
Due: uno sulla mandata e uno sul ritorno. La circolazione naturale inversa può instaurarsi anche attraverso una sola tubazione come anello di convezione interno, quindi i gruppi di circolazione solari a due linee montano di serie un freno su ciascuna linea.
Una valvola di non ritorno aggiunge perdite di carico?
Sì: la pressione di apertura, circa 20–50 mbar per i freni a gravità solari, agisce come una prevalenza permanente che la pompa deve vincere. Se ne tiene conto nella progettazione del gruppo di circolazione ed è trascurabile per circolatori correttamente dimensionati.
Un freno a gravità è la stessa cosa di una valvola di non ritorno?
Un freno a gravità è una valvola di non ritorno per servizio leggero, tarata per la funzione anti-circolazione naturale: bassa pressione di apertura, guarnizioni resistenti al glicole e una posizione aperta manuale per riempimento e svuotamento. Ogni freno a gravità è una valvola di non ritorno; non tutte le valvole di non ritorno sono adatte come freno a gravità.