I i ti T i i I t tiImpianti Termici Integrati

Sistemi radiantiCalcolo, normative, caratteristiche deiCalcolo, normative, caratteristiche dei

sistemi a secco e a umido

Padova, 21 febbraio 2012, Riunione Q-RADProf. Michele De Carli

Ing. Clara Peretti

“Q-TECNICO” è il nome della collana di guide tecniche delcollana di guide tecniche del Consorzio Q-RAD che affronteranno in una serie di manuali monografici le tematiche relative alla corretta installazione degli impianti lainstallazione degli impianti, la loro progettazione e il quadro normativo di riferimento.

Il primo Q-TECNICO si intitola "Approfondimenti per laApprofondimenti per la progettazione di impianti radianti a bassa differenza di temperatura“

www q rad itwww.q-rad.it

Fenomeni di scambio termico e aspetti energeticitermico e aspetti energetici

Il benessere termoigrometrico negli impianti di riscaldamento e raffrescamento per radiazioneraffrescamento per radiazione

Tipologie, componenti e descrizione dei sistemi radianti

Calcolo della potenza inCalcolo della potenza in riscaldamento e in raffrescamento

Dimensionamento dei sistemi radiantisistemi radianti

…Esempi di calcolo

Introduzione

Sistemi radianti A pavimentop

A soffitto

A parete

Introduzione

Sistemi radianti Sistemi “annegati” ( b dd d)Sistemi radianti (embedded)

Sistemi “sospesi” (free hanging)

Si t iSistemi con intercapedine d’ id’aria

Normative sui sistemi radiantiNormativa Applicazione

Sistemi annegati (pavimento parete soffitto)ISO 11855 – parte 1, 2, 3, 4, 5, 6

- Sistemi annegati (pavimento, parete, soffitto)• Riscaldamento e raffrescamento(la norma non si applica ai sistemi prefabbricati)

S C f

ISO

UNI EN 1264 – parte 1, 2, 3, 4, 5- Sistemi di tipo A, B, C, D, E, F, pannelli prefabbricati in cartongesso• Riscaldamento e raffrescamento

UNI EN 15377 – parte1,3- Sistemi di tipo A, B, C, D, E, F, G, pannelli prefabbricati in cartongesso, TABS (Thermo-Active Building Systems)• Riscaldamento e raffrescamentoEN

FprEN 14037 - parte 1, 2, 3, 4, 5(in fase di votazione)

-Pannelli sospesi a soffitto• Riscaldamento e raffrescamento

CE

UNI EN 14240-Sistemi radianti di tipo B e pannelli prefabbricati in cartongesso• Raffrescamento• Raffrescamento

Normative sui sistemi radianti

Normativa Applicazione

ISO 18566

Building environment design - Design, test methods, control and operation of radiant heating and cooling panel systemsO ISO 18566

(in preparazione)panel systems.Part 1: Definition, symbols, technical specifications and requirementsPart 2: Design of ceiling mounted radiant panels

ISO

Part 2: Design of ceiling mounted radiant panels

Tubo in rame fissato ad un foglio di alluminiofoglio di alluminio

Tipo A Tipo B

Curva caratteristica di Base

q = resa termica di un impianto radiante [W/m2]

θF,m – θi = differenza media di temperatura tra la superficietemperatura tra la superficie radiante e l’ambiente [K]

Tipo FTipo E

Determinazione della resa di un sistema radianteradiante

Calcolo da normativa: procedura computazionaleCamera di prova: procedura sperimentale (camera di prova o con

scambiatori)Simulazione FEM FDMSimulazione FEM, FDM

Per approfondire: “Determinazione della resa termica per sistemi idronici: analisi delle normative esistenti”. M. De Carli, D. Ovoli, E. Pasut, M. Scarpa, R. Tomasi

Determinazione della resa di un sistema radianteradiante

Fattori che influenzano la resa di un pannello radiante di tipo Ap p

Valori indicativi per il dimensionamento di un impianto radianteimpianto radiante.

Sistemi radianti e raffrescamento

I sistemi radianti a bassa differenza di temperatura (a pavimento, parete e soffitto) permettono di operare, sia in fase di riscaldamento che di raffrescamento, con temperature vicine a quelle dell’ambiente da climatizzareclimatizzare.

E’ di fondamentale importanza il controllo dell’umidità nel funzionamento estivo.

Un sistema radiante non può fornire potenza latente In questo casoUn sistema radiante non può fornire potenza latente. In questo caso tutta la potenza latente richiesta dall’ambiente deve essere fornita dal trattamento dell’aria.

In uno studio recente è stato dimostrato che senza un sistema di deumidificazione l’umidità specifica supera spesso i limiti di norma (UNIdeumidificazione l umidità specifica supera spesso i limiti di norma (UNI EN 15251), creando quindi discomfort.

Sistemi di deumidificazione per sistemi radiantiradianti

Esistono sul mercato delle macchine appositamente concepite per essere abbinate a sistemi di climatizzazione ambientale a pannelli radianti a bassa differenza di temperatura:

- Deumidificatori isotermici- Deuclimatizzatori

Altri sistemi per il trattamento dell’aria sono:

- Ventilazione meccanica controllata- Ventilconvettori

T b i iI componenti degli impianti radianti

Tubazioni

Strati di isolamento termico che possono avere anche funzione acustica

Strato di protezione dello strato di isolamento

Strato di ripartizione del carico statico e di diffusione del calore (strato di supporto)

Rivestimento superficiale

CollettoreCollettore

Sistema di regolazione

Sistemi radianti a pavimentoSistemi radianti a pavimentoSistemi con tubazione annegata nel massetto

Si t i “ id ”Sistemi a “umido”

Tipologia sistema radiante a pavimento Applicazione

Tubazione in pannelli prefabbricati sagomati (bugnato)

Edifici residenziali e terziario(bug a o)

Tubazioni fissate su rete Edifici residenzialimetallica tramite clips Edifici residenziali

Tubazioni vincolate allo strato di supporto tramite clip

Edifici residenziali e terziariop

Tubazioni fissate su guida metallica Edifici industrialiguida metallica

Tubazioni fissate su rete elettrosaldata e traliccio di armatura

Edifici industriali

Sistemi annegati: un dettaglio

Giunto diGiunto di dilatazioneLastra

preformataStriscia

perimetraleTubazione

p

Sistemi radianti a pavimentoSistemi con tubazione annegata nel massetto

Sistemi a “umido”: TABSSistemi a umido : TABS

Thermally Active yBuilding Systems

Sistemi radianti a pavimentoSistemi a seccoS ste a secco

Tipologia sistema Applicazioneradiante a pavimento Applicazione

Tubazioni inserite inTubazioni inserite in pannelli prefabbricati sagomati, finitura a

Edifici residenziali e terziario

secco

Tubazioni inserite in pannelli di cartongesso fresati

Edifici residenziali fresati

Sistemi radianti modulari per pavimenti flottanti

Edifici per il terziarioflottanti

Sistemi a secco: un dettaglio

St i iLamina Foglio in PETubazione Striscia perimetraleconduttivaLastre isolanti

preformateFoglio in PETubazione

Polietilene

Sistemi radianti a soffitto

Tipologia sistema ff Applicazioneradiante a soffitto Applicazione

Lastra in cartongesso accoppiata a isolante e tubazione preinstallata

Edifici residenziali e terziariotubazione preinstallata

Lastra metallica preforata

Edifici residenziali e terziario

Tubi capillari inseriti in pannelli in cartongesso a soffitto

Edifici residenziali a soffitto

Sistemi a soffitto: un dettaglio

1 Profili a U 6 Gomiti1 Profili a U2 Tappo3 Guaina

6 Gomiti7 Tubo8 Orditura primaria

4 Raccordi5 Tubo

p9 Orditura secondaria10 Pannello

Sistemi radianti a parete

Tipologia sistema Applicazioneradiante a parete Applicazione

T b i i i it iTubazioni inserite in pannelli prefabbricati sagomati con lamina

Edifici residenziali e terziario

conduttiva

Applicazioni su giuda metallica

Edifici residenziali e terziario

Tubazioni inserite in pannelli di cartongesso

Edifici residenziali e terziariopannelli di cartongesso terziario

Caratteristiche e vantaggi dei sistemi radianti

Installazione per edifici residenziali, uffici, musei, luoghi di culto, edifici industrialiindustriali

Adatti per gli edifici nuovi e per le ristrutturazionip g p

Riscaldamento e raffrescamento

Accoppiamento con generatori ad alta efficienza (caldaie a condensazione, pompe di calore, …), p p , )

Elevato livello di comfort, assenza di correnti di aria e di rumori

Nessun ingombro nella stanza: il sistema si integra alla struttura

La regolazioneLa regolazione

La regolazione

I componenti del sistema di regolazione si differenziano per:

1) Funzionalità: riscaldamento/raffrescamento/deumidificazione.

2) Controllo dei parametri indoor: temperatura dell’aria / temperatura di rugiada / umidità relativa / CO2….

3) Controllo delle temperature del fluido termovettore: sonde sulla temperatura di mandata/di ritornotemperatura di mandata/di ritorno

4) Alimentazione: wireless o collegamento tramite fili

La regolazioneFondamentale per il corretto funzionamento dell’impianto e per le

prestazioni energetichep g

L’installazione di controlli di temperatura locale è raccomandata per i li il f t i ibili i i ti i P tt i f tti limigliore il comfort e i possibili risparmi energetici. Permette infatti agli

occupanti di regolare la temperatura degli ambienti.

Nei moderni impianti radianti oltre a poter regolare la temperatura del fluido in funzione della temperatura esterna, si possono anche diff i l t t d ll’ i d i i li bi ti ìdifferenziare le temperature dell’aria dei singoli ambienti così come prescritto dal Decreto Legislativo 29 dicembre 2006, n. 311.In questo modo ogni zona può essere regolata separatamente in base q g p g palla temperatura richiesta e ai fattori esterni, come ad esempio l’irraggiamento solare oppure i carichi interni (apparecchiature elettriche, ill i i )illuminazione o persone).

La regolazioneIl sistema di controllo normalmente è composto da un controllo centrale e un controllo di stanza singola. - II controllo centrale, in funzione del clima esterno

ti l t tgestisce la temperatura dell'acqua di mandata al sistema radiante.

- Il controllo della stanza ti à i i di id l tgestirà poi individualmente

la percentuale di flusso di acqua o la temperatura q pdella stessa per ogni stanza, secondo il settaggio

i t d ll' t tprevisto dall'utente.

La regolazione: sensori di temperatura

I sensori di temperatura (operante) collocati in ogni stanzaI sensori di temperatura (operante) collocati in ogni stanza garantiscono comfort e risparmio energetico

Il tt i i t di t li i è f d t lIl corretto posizionamento di tali sensori è fondamentale

Posizionare i sensori vicino alle persone (sensori portatili) al posto diPosizionare i sensori vicino alle persone (sensori portatili) al posto di collocarli a parete determina un risparmio di energia

L i li ll i è 2 t i d ll fi t 0 6 /1 1 diLa migliore collocazione è: a 2 metri dalla finestra, a 0.6 /1.1 m di altezza

Sensori wireless possono essere collocati in funzione degli arredi

Riassumendo…

Sistemi radianti RegolazionePavimento

PareteSoffittoSoffitto

Sistema di Riscaldamentodeumidificazione(e trattamento aria)

Riscaldamento

Raffrescamento

Grazie per l’attenzione!

Ing. Clara PerettiCoordinatrice Consorzio Q-RADProf. Michele De Carli Coordinatrice Consorzio Q RAD

info@q-rad.itMichele.decarli@unipd.it