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ambiente#12ISSN:2038-2723

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“Il recupero energetico del patrimonio edilizio è

fondamentale per ottenere un abbattimento dei consumi.

In Italia la sfida è complessa, perché un’elevata percentuale

degli edifici esistenti presenta pregi di natura storica o

architettonica, per cui non è pensabile procedere con un

abbattimento ed una ricostruzione ex novo (cosa che

come molti Paesi, soprattutto gli Stati Uniti, insegnano, è a

volte economica ed efficace). Per non parlar poi dei vincoli

imposti nei tanti luoghi d’arte che valorizzano il nostro

Paese.

Più in generale, è molto difficile riuscire ad

effettuare un intervento di recupero energetico in edifici

residenziali, anche non vincolati e comunque non di

pregio, quando questi sono abitati, se non altro perché

ciò comporta generalmente che la ristrutturazione debba

avvenire con le persone che continuano ad abitarli, o che

al massimo siano in grado di liberarli solo per pochi giorni,

possibilmente senza dover togliere il mobilio.

Le probLematiche sono notevoLi, ma indubbiamente stimoLanti per i progettisti e per i costruttori di componenti di impianti,

perché ormai è chiaro che su questo fronte si giocherà

una grande battaglia nel prossimo futuro. I numeri sono

davvero importanti, tanto è vero che alcuni costruttori di

impianti già se ne sono accorti e cominciano a proporre

sistemi di climatizzazione studiati apposta per essere inseriti

facilmente in vecchi edifici, limitando al massimo i fastidi per

gli occupanti.

Non è facile quantificare quale sia il risparmio

ottenibile da un massiccio recupero del patrimonio edilizio.

Tuttavia è possibile dare alcune indicazioni di massima. La

maggior parte delle costruzioni è precedente alla metà degli

anni 70 e richiede, per il solo riscaldamento, un consumo

annuo compreso tra 200 kWh/m² e 250 kWh/m². L’entrata

in vigore della legge 373/76 ha ridotto i consumi annui,

portandoli a circa 170 kWh/m², ulteriormente limati fino a

100 ÷ 140 kWh/m² dalla legge 10/91. Vi sono quindi larghi

margini di miglioramento.

se neL soLo settore residenziaLe,

limitatamente al riscaldamento, ci si ponesse l’obiettivo

di ridurre i consumi di 50 kWh/m² all’anno si otterrebbero

rapidamente risparmi in termini di energia pari a una

cospicua percentuale della produzione che si sarebbe avuta

se fosse stato attuato il piano di sviluppo del nucleare.

Infatti, stimando una superficie di 30 m² mediamente a

disposizione di ogni abitante, anche coinvolgendo solo

40 milioni di cittadini, si avrebbe un risparmio di energia

termica pari a 60.000 GWh all’anno. Già così il numero

è impressionante, ma lo diventa ancora di più se viene

tradotto in altri termini. Infatti, un risparmio di 60.000 GWh

all’anno comporta una riduzione delle emissioni di anidride

carbonica di 14 milioni di tonnellate, equivalenti a ciò che

si otterrebbe togliendo dalla strada 9 milioni di automobili

che percorrono 10.000 km l’anno. Con il combustibile

risparmiato si potrebbero produrre annualmente oltre

30.000 GWh di energia elettrica, che rappresentano la

produzione media di 4 centrali nucleari o di circa 20.000

ettari di pannelli fotovoltaici. In termini economici i cittadini

avrebbero a disposizione 6 miliardi di euro da utilizzare

altrimenti.

A ciò si dovrebbe aggiungere il risparmio

conseguibile negli edifici utilizzati per gLi usi non residenziaLi, dal settore alberghiero al terziario,

dall’ospedaliero al commerciale, per l’intera climatizzazione

annuale. Anche se una quantificazione precisa è

difficile, in totale si può pensare di raddoppiare o quasi

il risparmio ottenibile nel settore residenziale e superare

complessivamente la quota di 100.000 GWh termici annui.

È una sfida da vincere: le tecnologie ci sono,

come dimostrano l’interessante serie di articoli sul tema

contenuti in questo numero della rivista.

I NUMERI DEL RISPARMIO ENERGETICO

Michele Vio, Presidente AiCARR

KELLER Italy S.r.l. Tel. 800 78 17 17 • Fax 800 78 17 18

[email protected]

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Trasmettitori di Pressione da 0…1000 bar

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AiCARR Informa 78Editoriale 5 Novità prodotti 9

Direttore responsabile ed editoriale Marco Zani

Direttore scientifico Michele Vio

Consulente scientifico Renato Lazzarin

Comitato scientifico Paolo Cervio, Sergio Croce, Francesca Romana d’Ambrosio Alfano, Renato Lazzarin, Luca Alberto Piterà, Mara Portoso, Michele Vio, Marco Zani

Redazione Alessandro Giraudi, Silvia Martellosio, Marzia Nicolini, Erika Seghetti [email protected]

Art Director Marco Nigris

Grafica e Impaginazione Fuori Orario - MN

Hanno collaborato a questo numero Hazim B. Awbi, Matteo Bo, Filippo Busato, Claudia Calabrese, Marco Fossa, Massimo Ghisleni, Lucia Kern, Renato Lazzarin, Claudio Mismetti, Luca A. Piterà, Mara Portoso, Michele Vio

Pubblicità Quine Srl 20123 Milano – Via Spadari, 3 – Italy Tel. +39 02 864105 – Fax +39 02 72016740

Traffico, Abbonamenti, Diffusione Rosaria Maiocchi

Editore: Quine srl www.quine.it

Presidente Andrea Notarbartolo

Amministratore Delegato Marco Zani

Direzione, Redazione e Amministrazione 20123 Milano – Via Spadari, 3 – Italy Tel. +39 02 864105 – Fax +39 02 72016740 e-mail: [email protected]

Servizio abbonamenti Quine srl, 20123 Milano – Via Spadari, 3 – Italy Tel. +39 02 864105 – Fax +39 02 70057190 e-mail: [email protected] abbonamenti decorrono dal primo fascicolo raggiungibile.

Stampa Arti Grafiche Boccia - Salerno

AiCARR journal è una testata di proprietà di AICARR – Associazione Italiana Condizionamento dell’Aria, Riscaldamento e Refrigerazione Via Melchiorre Gioia 168 – 20125 Milano Tel. +39 02 67479270 – Fax. +39 02 67479262 www.aicarr.orgPosta target magazine - LO/CONV/020/2010.Iscrizione al Registro degli Operatori di Comunicazione n. 12191Responsabilità Tutto il materiale pubblicato dalla rivista (articoli e loro traduzioni, nonché immagini e illustrazioni) non può essere riprodotto da terzi senza espressa autorizzazione dell’Editore. Manoscritti, testi, foto e altri materiali inviati alla redazione, anche se non pubblicati, non verranno restituiti. Tutti i marchi sono registrati.INFORMATIVA AI SENSI DEL D.LEGS.196/2003 Si rende noto che i dati in nostro possesso liberamente ottenuti per poter effettuare i servizi relativi a spedizioni, abbonamenti e similari, sono utilizzati secondo quanto previsto dal D.Legs.196/2003. Titolare del trattamento è Quine srl, via Spadari 3, 20122 Milano ([email protected]). Si comunica inoltre che i dati personali sono contenuti presso la nostra sede in apposita banca dati di cui è responsabile Quine srl e cui è possibile rivolgersi per l’eventuale esercizio dei diritti previsti dal D.Legs 196/2003.

Periodico Organo ufficiale AiCARR

© Quine srl - Milano

Tiratura del presente numero: 10.000 copie

Associato Aderente

Testata volontariamente sottoposta a certificazione di tiratura e diffusione in conformità al Regolamento C.S.S.T. Certificazione Stampa Specializzata TecnicaPer il periodo 01/01/2010-31/12/2010Tiratura media n. 11.250 copieDiffusione media 11.079 copieCertificato CSST n. 2010-2115 del 28/02/2011 – Società di Revisione Metodo s.r.l.

A CONFRONTO

14 Gruppi polivalenti nel terziarioDotati di scambiatori aggiuntivi appositamente predisposti per il recupero del calore di condensazione in modo parziale o integrale, i gruppi polivalenti sono in grado di soddisfare le complesse necessità energetiche degli edifici del settore terziario. Ce ne parlano due produttori italianidi Mara Portoso

RETROFIT NEL RESIDENZIALE

20 Riqualificazione dei vecchi impianti di riscaldamento a radiatori Migliorare il rendimento degli impianti attraverso l’installazione di sistemi di contabilizzazione e termoregolazionedi Matteo Bo

RISCALDAMENTO CENTRALIZZATO

30 Pompa di calore e caldaia a condensazioneAspetti tariffari, valutazioni energetiche ed economiche. Quali sono le reali possibilità applicative della pompa di calore elettrica per il riscaldamento centralizzato?di Filippo Busato e Renato Lazzarin

SISTEMI DI GENERAZIONE

36 Pompe di calore e impianti a radiatoriIn vista della necessità di intervenire, in caso di riqualificazione energetica, in impianti che mantengano inalterata la loro conformazione, alcune soluzioni sono rintracciabili nelle pompe di calore idroniche ad alta temperatura, in quelle a CO2 o nei sistemi VRF mistidi Claudia Calabrese

VENTILAZIONE

44 Ventilazione per il retrofittingVentilazione naturale, meccanica o sistemi ibridi. La scelta va fatta analizzando le caratteristiche degli edifici e gli usi a cui sono preposti, anche utilizzando sistemi mistidi Hazim B. Awbi

DAL MERCATO

52 Evoluzione dei terminali d’impianto tradizionaliLe nuove normative sul risparmio energetico impongono una trasformazione dei radiatori, convettori e fan coils. Come risponde il mercato?a cura della redazione

GEOTERMIA

60 Analisi tempovarianteDinamica termica del terreno e dimensionamento degli impianti di calore a pompa di calore geotermicadi Marco Fossa

ESPERIENZA DELLE AZIENDE

66 Riqualificazione energetica di uno stabile di inizio ‘900Un’applicazione con pompe di calore ad assorbimento nel cuore di Milano ha permesso di ottenere una riduzione complessiva di 342.910 kWh/anno nei consumi di energia primaria del sottosistema di generazione dell’impiantodi Massimo Ghisleni

NORMATIVA

70 UNI/TS 11300 parte 4, sistemi in pompa di caloreA seguito dell’articolo introduttivo sullo stato dell’arte della UNI/TS 11300 parte 4 sviluppato all’interno di AiCARR Journal n.10, concentriamo ora l’attenzione su come i sistemi utilizzanti pompe di calore vengano modellizzati all’interno della TSdi Luca A. Piterà

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Novità Prodotti Novità ProdottiSonda geotermica elicoidaleRaugeo Helix, la nuova sonda dalla forma elicoidale studiata per l’estrazione del calore terrestre in aree con limitazioni geologiche e dalla superficie ristretta, risulta la soluzione adatta laddove le tradizionali sonde e collettori geotermici, o pilastri energetici, non possono essere installati.Raugeo Helix è realizzata in polietilene reticolato a perossidi (PE-Xa), che permette di costruire l’inte-ra sonda con un singolo tubo. Inoltre, in virtù della particolare progettazione telescopica che la rende estendibile da 1,1 metri a 3 metri, Raugeo Helix permette di ridurre i costi che interessano lo stoccag-gio ed il trasporto.Le sonde Raugeo Helix vengono inserite e riempite in perforazioni profonde 5 metri, a 3-4 metri di di-stanza l’una e l’altra e a 2 metri rispetto all’edificio, in parallelo all’installazione dei circuiti collegati al collettore. La performance di estrazione media raggiungibile dalla nuova sonda Rehau oscilla tra i 400 W e i 700 W, a seconda della tipologia di terreno e della presenza di acqua freatica; quanta più falda ac-quifera è disponibile, maggiore sarà l’estrazione del calore. Attraverso una pompa di calore, il calore ter-restre estratto viene portato alla temperatura necessaria per il riscaldamento/raffrescamento dell’edi-ficio, consentendo di alimentare i sistemi radianti in modo efficiente ed ecocompatibile.www.rehau.it

teSto 350 HVac kit, analizzatore di gaS di combuStionePer rispondere alle esigenze dei professionisti che hanno in gestione impianti termici e cogenerativi, anche di grandi dimensioni, Testo propone l’analizzatore di gas di combustione testo 350 HVAC kit.Conforme alla norma UNI 10389-1, il prodotto possiede fino a 6 sensori elettrochimici pre-tarati installabili a scelta tra O2, CO, CObasso, NO, NObasso, NO2, SO2, CxHy, H2S, e CO2-NDIR; un sistema di diluizione calibrata su tutti i sensori con fattore x5 e su un singolo sensore (a scelta fra quelli installati) con fattore selezionabile fino a x40 per poter misurare in tutte le condizioni operative, anche quelle impreviste; un sistema integrato di preparazione del campione del gas a celle di Peltier con svuotamento automatico della condensa; sonde con puntali intercambiabili e tubo brevettato Testo a basso assorbimento di NO2/SO2.Inoltre, l’analizzatore è dotato di un’unità di controllo amovibile con magnete integrato per lavorare in co-modità a distanza dal punto di prelievo, di un menu guidato per applicazioni e di una misura della velocità e della portata dei fumi con tubo di Pitot.Infine, la memoria interna abbinata al software per PC Easy-emission, è stata studiata per gestire l’archivio delle campagne di analisi in funzione degli impianti e dei punti di prelievo e per documentare le prove fatte con la realizzazione di rapporti di prova personalizzati.www.testo.it

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SicSel, Software di SelezioneSicSel è il nuovo software di selezione distribuito da SIC a partire dal 2012.Un’interfaccia altamente intuitiva assi-ste nella scelta dei recuperatori di calo-re, delle unità di trattamento aria e del-le unità ventilanti.Inserendo i dati fondamentali (portata, pressione utile richiesta, temperature dei fluidi di scambio) vengono calcola-te le prestazioni della macchina, con-sentendo di individuare il modello più adatto alle esigenze del progetto. SicSel permette inoltre di stampare schede ri-epilogative con i dati tecnici, i disegni dimensionali, le trasformazioni dell’a-ria su diagramma di Mollier.Il software consente la selezione della lingua di utilizzo e prevede la possibi-lità di inserirne altre agevolmente oltre a quelle di base. L’assistenza e l’aggior-namento saranno seguiti direttamen-te da SIC.www.sicsistemi.com

gruppo d’integrazione tra pompa di calore e caldaiaCaleffi propone Hybrical, un gruppo ibrido preassemblato che consente di collegare fra loro i circuiti idraulici delle PDC, delle caldaie e dei terminali che servono all’impianto. Un kit di deviazione con valvola deviatrice più collettore e un regolatore elettronico di comando dotato di sonda esterna sono gli elementi che compongono questi gruppi. La centralina di regolazione serve ad assicurare il funzio-namento automatico alternativo della PDC e della caldaia. Rispetto ai “sistemi tutto in uno”, il gruppo ibrido preassemblato permette di realizzare impianti che non obbligano alla scelta dello stesso produttore sia per la caldaia sia per la PDC e consente, inoltre, di rea-lizzare il collegamento fra i generatori di calore con soluzioni alloggiabili anche in cassette a parete. Infine, la centralina di regolazio-ne consente di impostare la temperatura di commutazione delle due fonti di energia in base al rapporto tra le prestazioni della PDC e dei costi termici dell’energia elettrica e del gas metano.www.caleffi.it

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Novità Prodotticocon Qtz, nuoVa ValVola di regolazionePer garantire il bilanciamento idraulico e il controllo della temperatura nella maggior parte degli impianti HVAC idronici, Oventrop propone un’ampia gamma di valvole di regolazione, tra cui spicca la nuova Cocon QTZ, che combina un regolatore automatico di portata e una valvola di regolazione.Applicabile su qualsiasi tipo di impianto – che si tratti di sistemi di riscaldamento monotubo/bitubo, a fan-coil o a termoconvettori, oppure sistemi a induzione – la valvola può essere equipaggiata con diverse tipologie di servo-motori elettrici ed elettrotermici, regolatori di temperatura e termostati ambiente abbinati ad attuatori a 2 pun-ti, proporzionali o integrabili con sistemi di regolazione con bus europeo o Lonworks. Oltre a combinare il funzio-namento di tre diverse valvole, che mantengono costante la pressione differenziale al diaframma, anche quando si verificano elevate variazioni tra pressione d’ingresso e pressione d’uscita, Cocon QTZ si distingue per i materia-li utilizzati (corpo in ottone resistente alla dezincificazione con guarnizioni in EPDM o PTFE, stelo della valvola in acciaio inossidabile) e per le sue dimensioni compatte. Una manopola di facile accesso, protetta da azionamen-ti non autorizzati, consente di impostare e controllare il valore nominale di portata desiderato anche con il servo-motore installato.La scala dei valori, impressa su due superfici oblique (45°) della manopola, è ben visibile ed espressa in l/h, men-tre il campo di regolazione nominale della valvola è indicato sulla maniglia in posizione prominente. Cocon QTZ è già disponibile nelle misure dal DN 15 al DN 32 e nelle versioni con o senza prese di pressione; la gamma sarà ul-teriormente ampliata con i modelli DN 40 e DN 50 in bronzo filettati (Cocon QTR) e dal DN 40 al DN 150 in ghisa flangiati (Cocon QFC).www.oventrop.it

Novità Prodotti Novità Prodottigaia maxi per la riQualificazione energetica degli edificiDopo il buon riscontro ricevuto dal mercato per il sistema ELFOSystem Gaia Edi-tion, Clivet rilancia con ELFOSystem Gaia Maxi, soluzione destinata al mercato del-la riqualificazione energetica di edifici esistenti.Il sistema, presentato in anteprima a Klimahouse 2012, integra una pompa di ca-lore Gaia (COP > 4,4) con tecnologia inverter DC per riscaldamento, raffredda-mento e produzione di acqua calda sanitaria, un sistema solare termico a svuo-tamento “Drain Back” per la produzione di ACS, con integrazione sull’impianto di riscaldamento, e una caldaia a condensazione con rendimento del 108% per la produzione di acqua calda per riscaldamento ed uso sanitario. Gaia Maxi privile-gia l’impiego delle fonti rinnovabili (solare termico e pompa di calore), ricorren-do alla caldaia a condensazione solo in caso di necessità, per brevi periodi nel ciclo annuale, quando la combinazione delle tre tecnologie può offire il migliore rendi-mento complessivo.Il sistema è completato da ELFOFresh2, im-pianto di gestione e purificazione dell’aria con recupero termodinamico attivo e filtri elettronici, che rinnova l’aria in casa, gene-rando al contempo potenza termica e frigo-rifera. In catalogo anche ELFORoom2, unità radianti o ventilconvettori dotati di un mo-tore elettrico, ed ELFOControl2, sistema di gestione e controllo dell’impianto, per com-binre comfort e risparmio energetico.www.clivet.com

riScaldamento a idrogenoGiacomini presenta al pubblico H2ydroGEM, un innovativo combustore ca-talitico che utilizza l’idrogeno presente in atmosfera per il riscaldamento degli edifici residenziali, producendo energia termica senza utilizzare com-bustibili fossili.L’assenza di carbonio nei reagenti rende il processo privo di emissioni di CO2, mentre la bassa temperatura di combustione (senza fiamma e intor-no ai 300°C) evita la formazione di NOx, ossidi di azoto fortemente inqui-nanti e nocivi per la salute.www.giacomini.com

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ValVole Sotto controlloUn’unica valvola per regolare la porta-ta, bilanciare il circuito, monitorare le variazioni di potenza termica ed otti-mizzare i consumi energetici. Si tratta di Energy Valve, creazione Belimo che debutterà in occasione di Mostra Con-vegno Expocomfort 2012.Nata dallo sviluppo della valvola di re-golazione con controllo elettronico della portata EPIV di Belimo, la nuo-va Energy Valve rende la progetta-zione più semplice: la portata è co-stantemente misurata e regolata elettronicamente, ottimizzando i con-sumi e riducendo il tempo necessa-rio per il bilanciamento, mentre il di-sco di caratterizzazione assicura una caratteristica di regolazione equiper-centuale. Infine, la chiusura a tenuta previene le perdite di carico nei circuiti.www.belimo.it

liebert pcw, condizionamento dinamico per data centerPresentato da Emerson Network Power, il nuovo Liebert PCW è indicato per il condizionamento di precisione dei data center, mettendo a dis-posizione dei responsabili IT un’infrastruttura di condizionamento in grado di reagire alle repentine variazioni di carico in modo efficiente. Il sistema si differenzia dalle attuali soluzioni per il design interno, dove l’aerodinamica è stata ottimizzata per ridurre i costi energetici lega-ti al movimento dell’aria, permettendo così alle aziende di diminuire i costi operativi del data center fino al 70%. Un risultato possibile gra-zie alla progettazione dell’unità, coniugata con l’integrazione dei nuovi ventilatori EC Fan 2.0 del sistema di controllo Liebert iCOM, di filtri ad alta efficienza e di un umidificatore a ultrasuoni. Ideato per data center medi e grandi, ma adatto anche ai centri di elaborazione di piccole di-mensioni e computer room, il sistema può essere implementato in una configurazione di raffreddamento perimetrale in moduli da 30 kW a 230 kW e oltre. Tra i principali componenti del prodotto vi sono varie opzioni per la gestione dei collegamenti idraulici e per semplificare la movimentazione dell’unità, nonché facilitarne l’installazione e la manutenzione. Disponibile in tre configurazioni per rispondere ad ambi-enti con diverse caratteristiche.www.emersonnetworkpower.com

#1214

Negli edifici destinati a utenze del settore terziario, quali centri commerciali, alberghi, cen-tri benessere e grandi complessi direzionali, sono frequenti le situazioni in cui è richie-sta la produzione contemporanea, in tutte le stagioni dell’anno, di energia termica e

frigorifera per il riscaldamento e il raffreddamento di acqua destinata alla climatizzazione de-gli ambienti e al trattamento dell’aria di rinnovo e per la produzione di acqua calda sanitaria. Una valida soluzione per soddisfare in modo ottimale le complesse richieste energetiche di questi edifici sono i gruppi polivalenti, particolari unità termofrigorifere dotate di scambiato-ri aggiuntivi appositamente predisposti per il recupero del calore di condensazione in modo parziale o integrale.

La paroLa aLL’industria

Giovanni RennaAmministratore delegato Thermocold

Elena FaveroLine Manager Climaveneta

Dotati di scambiatori aggiuntivi appositamente predisposti per il recupero del calore di condensazione in modo parziale o integrale, i gruppi polivalenti sono in grado di soddisfare le complesse necessità energetiche degli edifici del settore terziario

di Mara Portoso

Gruppi polivalenti A confronto

nel terziario

Ce ne parlano due produttori italiani

#12 15

Una soluzionecarichi termici

intelligenteLo scambiatore di smaltimento (batteria aria o scambiatore ad ac-

qua, in base alla tipologia di unità) non viene utilizzato, a conferma che in queste condizioni non vi è energia prodotta che viene spreca-ta in quanto tutta utilizzata dal sistema».

50% caldo e 50% freddo«Anche in modalità di funzionamento 50% lato caldo e 50% lato

freddo l’unità – precisa Favero – si comporta come fosse un gruppo acqua-acqua, destinando tutta l’energia di evaporazione e di con-densazione a beneficio del sistema. Dato che l’energia richiesta dal sistema è il 50% del totale, ogni circuito parzializza la potenza eroga-ta dei compressori; in questa particolare condizione gli scambiatori risultano sovradimensionati, consentendo di raggiungere efficien-ze ancora maggiori».

100% freddo e 50% caldo«Nella condizione 100% lato freddo e 50% lato caldo – prosegue

la Line manager di Climaveneta – i due circuiti concorrono entrambi

Nati allo scopo di far fronte alla richiesta di carichi termici variabili dell’edificio durante l’intero arco di esercizio – giornaliero, settima-nale e annuale – e soprattutto indipendentemente dalla stagione climatica, i gruppi polivalenti sono essenzialmente delle pompe di calore dotate di due scambiatori, associati alle utenze primarie, che mantengono sempre il loro ruolo (evaporatore/condensatore) du-rante il funzionamento in ogni periodo dell’anno e di un ulteriore scambiatore “ausiliario” – connesso alla sorgente di appoggio: aria o acqua – che interviene quando i carichi sono sbilanciati, fungendo indifferentemente da condensatore o da evaporatore.

Un aspetto importante di queste macchine è che la regolazio-ne è di tipo auto-adattivo, ovvero in grado di determinare autono-mamente il ciclo di funzionamento più idoneo in base alla richiesta dell’impianto e quindi alla variabilità dei carichi termici dell’edificio

in funzione dell’esposizione e delle condizioni termoigrometriche dei vari ambienti.

Le proposte dal mercato italianoVista la complessità della tecnologia che queste unità utilizza-

no, sono ancora pochi, ad oggi, i produttori in grado di applicarla. Abbiamo quindi scelto di intervistarne due, molto diversi tra di loro ma che spiccano entrambi nel mercato italiano, pur con caratteri-stiche e dimensioni assolutamente diverse: Climaveneta, leader eu-ropeo nella produzione di chiller e quinto gruppo mondiale nella climatizzazione, e Thermocold, azienda con sede produttiva e com-merciale a Bari, con un’esperienza ventennale nel settore e una pro-duzione quasi “custom made” delle proprie unità.

La coesistenza nello stesso edificio di spazi dedicati a funzio-ni diverse e carichi termici molto variabili, esaltati dalla presenza di ampie superfici vetrate, rendono la richiesta simultanea di caldo e freddo durante tutto l’anno una caratteristica sempre più frequente. Uno dei punti di forza dei gruppi polivalenti è la capacità di gestire nel modo più flessibile la potenza complessiva erogata dall’unità e la sua distribuzione tra le varie funzionalità sulla base del carico ef-fettivamente richiesto dall’impianto.

Unità polivalenti di ClimavenetaClimaveneta presenta quindi Integra, unità polivalenti per sistemi a

4 tubi per la produzione in simultanea di caldo e freddo. Queste unità, sfruttando le sinergie tra caldo e freddo, garantiscono numerosi van-taggi rispetto ai sistemi tradizionali con chiller e caldaia separati: «La gamma di unità polivalenti Integra per sistemi a quattro tubi è disponi-bile sia con sorgente aria che con sorgente acqua e con potenze da 36 a 924 kW», precisa Elena Favero, Line manager di Climaveneta.

100% freddo e 100% caldo«In modalità di funzionamento 100% lato freddo e 100% lato cal-

do – continua Favero – i due circuiti idronici indipendenti lavora-no entrambi alla massima potenza e nello stesso modo, evaporan-do nello scambiatore lato freddo e condensando nello scambiatore lato caldo. In questo modo, anche un’unità con condensazione ad aria si comporta come fosse un gruppo acqua-acqua, utilizzando tutta l’energia prodotta per il condizionamento dell’edificio.

storia ed evoLuzione tecnoLogicaLa prima realizzazione di unità adatte per applicazioni in impianti a 4 tubi è di matrice americana e risale agli anni ’70. Come spesso accade per le rivo-luzioni tecnologiche, i gruppi polivalenti non furono subito capiti e quindi, almeno nei loro primi anni di vita, furono anche poco utilizzati. Negli anni ’80, fu Climaveneta a riprendere il concept progettuale delle unità per siste-mi a 4 tubi e, basandosi sulle peculiarità dell’allora mercato italiano, ad ot-timizzarne il design costruttivo e i principi di regolazione. La prima poliva-lente Climaveneta venne installata nel 1982 a Milano, in una palazzina uffici integrata allo stabilimento produttivo. Da allora l’evoluzione tecnologica di queste unità ha avuto un elevato tasso di crescita. Dalle prime unità con com-pressore a pistoni e refrigerante R22, Climaveneta si è mossa verso organi di compressione sempre più efficienti (compressori scroll, vite, fino agli ul-timissimi vite-inverter) abbinati a refrigeranti via via più ecologici (R407c, R134a e R410A) dettando così le linee di sviluppo per questo tipo di unità.

“Anche un’unità con condensazione ad aria si comporta

come fosse un gruppo acqua-acqua, utilizzando tutta l’energia prodotta per il condizionamento

dell’edificio” Elena Favero

Una soluzione per risolvere la variabilità dei carichi termici

Funzionamento intelligente

16 #12

alla produzione dell’energia necessaria per il raffrescamento dell’am-biente, evaporando tutto il fluido frigorigeno nei due circuiti nello scambiatore impianto “lato freddo”. La condensazione avviene inve-ce in modo differente: mentre un circuito esegue la condensazione sullo scambiatore impianto “lato caldo”, fornendo in questo modo il 50% del totale dell’energia necessaria per il riscaldamento dell’edifi-cio, il secondo circuito scambia il 50% della rimanente energia ter-mica di condensazione in eccesso nell’ambiente esterno utilizzando lo scambiatore di smaltimento disponibile, vale a dire batteria aria o scambiatore ad acqua, in base alla tipologia di unità».

50% freddo e 100% caldo«Infine – conclude Favero – anche in condizione 50% lato fred-

do e 100% lato caldo i due circuiti idronici lavorano in modo diffe-renziato al fine di fornire al sistema il corretto apporto di energia richiesta. Mentre, infatti, la condensazione avviene per entrambi i circuiti nello scambiatore “caldo”, sfruttando in questo modo il to-tale dell’energia ai fini del riscaldamento del sistema, per la sezione di raffrescamento succede che un circuito esegue l’evaporazione sullo scambiatore impianto “freddo” e il secondo circuito scambia la rimanente componente dell’energia di evaporazione in eccesso nell’ambiente esterno utilizzando lo scambiatore di smaltimento di-sponibile». Grazie all’evoluta logica di controllo di cui sono dotate, le unità polivalenti Integra sono in grado di far sempre fronte alle ri-chieste di climatizzazione dell’edificio, anche e soprattutto nel caso di contemporaneità dei carichi. La produzione contemporanea di freddo e caldo viene gestita autonomamente dall’unità in base alle reali necessità.

Integrazione macchina-impianto«Il lancio del nostro primo gruppo polivalente risale al 1994»,

spiega Giovanni Renna, Amministratore delegato di Thermocold. «In un arco temporale ormai quasi ventennale, abbiamo accumulato un vasto background di conoscenze ed esperienze soprattutto sotto il profilo dell’integrazione tra la macchina e l’impianto, che costitui-sce uno dei temi più delicati nell’impiego dei gruppi polivalenti. Per noi, infatti, non è sufficiente proporre il prodotto, ma è necessario in-tegrarlo perfettamente nel contesto impiantistico in modo da esal-tarne le potenzialità e sfruttarne appieno i vantaggi energetici ed economici».

Una visione di sistema«Grazie all’attento studio dei contesti impiantistici, svolto in colla-

borazione con progettisti e consulenti, abbiamo potuto – continua

Renna – non solo rendere sempre più affidabile l’uso di queste mac-chine, ma sviluppare un vero e proprio sistema in grado di inserirsi in modo semplice nell’edificio. Premesso quindi che per noi i grup-pi polivalenti non rappresentano un prodotto ma un sistema, ab-biamo percorso un cammino volto essenzialmente alla comple-ta affidabilità optando, alla luce della complessità dei suoi circuiti e dell’automatismo di funzionamento, per una forte riduzione del numero degli organi in movimento e per un più potente sistema di controllo elettronico».

Attenzione alla vita utile delle macchine«Un aspetto particolarmente importante ma molto spesso sot-

tovalutato – sottolinea Renna – è la vita utile degli organi meccani-ci in movimento e in particolare dei compressori. Le condizioni di esercizio di queste macchine sono, infatti, di gran lunga più gravo-se rispetto a quelle di un semplice gruppo frigorifero o della stessa pompa di calore, pertanto questi organi sono sottoposti a cicli di lavoro che, se si impiegassero componenti tradizionali, vedrebbero una rapida obsolescenza funzionale con l’obbligo per l’utente fina-le di continue sostituzioni e aggravi dei costi di manutenzione. Da sempre in Thermocold siamo attenti a questo tema, spiegando che spesso un maggior costo iniziale, dovuto all’impiego di componenti più idonei a questi stress di lavoro, si trasforma in un maggior rispar-mio in termini di costi di manutenzione durante la vita del sistema polivalente».

Sviluppo di sistemi plug&play«Altri aspetti importanti di queste macchine – conclude l’Ammi-

nistratore delegato di Thermocold – riguardano lo sviluppo di sistemi plug&play in grado di riconoscere e valutare, senza l’ausilio dell’ope-ratore, qualsiasi variabile di lavoro e di adattarsi immediatamente alle mutate esigenze, e la prevenzione di situazioni particolarmente com-plesse durante l’esercizio alle condizioni più estreme di lavoro. I range di funzionamento si sono, infatti, notevolmente ampliati, arrivando a valori di temperatura fino a ieri impensabili, in grado di coprire qual-siasi fascia climatica: parliamo di temperature di -40°C! Infine, i sistemi attuali sono molto più avanzati, rispetto a quelli di qualche decennio fa, grazie anche all’evoluzione di software e hardware di controllo e gestione delle macchine».

GRUPPO TERMO FRIGORIFERO MULTIFUNZIONE con ventilatori elicoidali e compressori ermetici scroll per impianti a 4 tubi. Il modello Quattro Prozone della linea Multitube System di Thermocold è caratterizzato da una potenza frigorifera di 43÷969,3 kW e una potenza termica di 52÷1033 kW

GENERATORE TERMICO MULTIFUNZIONE con compressori scroll per il riscaldamento, la climatizzazione e la produzione di acqua calda fino a 60°C. Il modello Energy Prozone della linea Heating System di Thermocold è caratterizzato da una potenza frigorifera di 45÷920 kW, una potenza termica di 52÷1033 kW e una potenza termica di recupero di 58÷1200 kW

“Per noi i gruppi polivalenti non rappresentano un prodotto

ma un sistema” Giovanni Renna

17#12

Crescegamma

applicazioniClimaveneta offre una gamma di uni-

tà polivalenti, ad aria e ad acqua, che co-pre potenze da 36 a 891 kW e garantisce alla propria clientela la possibilità di ave-re unità assolutamente customizzabili in base alle esigenze specifiche dell’impian-to, dell’edificio o della committenza sen-za rinunciare a sostenibilità ed efficienza.

Il range di potenza termica e frigorifera dei gruppi polivalenti offerti da Thermocold si estende oggi dai 5 agli 850 kW, andando a coprire una vasta gamma di applicazioni: «Pur partendo dallo stesso concetto di siste-ma polivalente – precisa Renna – nel corso degli anni abbiamo differenziato l’offerta in termini di gamma e assortimento: si va dai prodotti della linea Heating System per l’im-piego nel settore residenziale e commercia-le, dove è preminente la fornitura di acqua calda sanitaria e la climatizzazione è ben di-stinta tra invernale ed estiva, ai multifunzio-ne a quattro e sei tubi della linea Multitube System per il settore terziario e, in particola-re, per tutte le esigenze impiantistiche tipi-che di edifici con forti carichi variabili. Una novità recentissima e, ad oggi, il livello più avanzato di tecnologia polivalente è il mul-tifunzione a doppio ciclo frigorifero Duo per il settore residenziale e commerciale. Nella sua funzione riscaldamento, al pari di una caldaia, il Duo è in grado di fornire potenze termiche costanti al diminuire della tempe-ratura esterna e con produzione di acqua calda sanitaria fino a 80°C. Tra gli ultimi nati troviamo anche l’Hidewall, un sistema poli-valente dedicato specificatamente alle ap-plicazioni residenziali, sia per il nuovo che per la ristrutturazione di vecchie costruzioni, in linea con le più recenti direttive».

Prodotti coperti da brevetti«Tutte queste attività hanno porta-

to a importanti miglioramenti sui pro-dotti, ormai coperti da numerosi brevetti: particolarmente significativi sono il Cross Exchange System, un brevetto che permet-te di ridurre di circa il 70% l’effetto ciclo di sbrinamento, particolarmente delicato sui sistemi polivalenti, e un altro brevetto riferi-to all’impiantistica frigorifera che consente

HOTEL FOUR VIEWS OASIS (PORTOGALLO). È stato installato il modello QUATTRO PROZONE 4530 Z MA PX della linea Multitube di Thermocold all’interno dell’Hotel Four Views Oasis situato a Madeira, in Portogallo. Il sistema polivalente a 4 tubi è dotato di compressore scroll e garantisce una potenza pari a 530 kW

AGENZIA IMMOBILIARE (PORTOGALLO). All’interno di un progetto di ristrutturazione della sede di un’agenzia immobiliare a Cascais, in Portogallo, che prevedeva anche il rifacimento dell’impianto di climatizzazione, i vecchi sistemi sono stati sostituiti con il sistema polivalente a 4 tubi QUATTRO PROZONE 2125 Z, della linea Multitube di Thermocold, che garantisce una potenza di 125 kW

AGENZIA DI ASSICURAZIONI (NUOVA ZELANDA). Nella realizzazione di un complesso direzionale destinato agli uffici di una compagnia di assicurazioni ad Auckland, in Nuova Zelanda, per la climatizzazione è stato scelto di installare il modello QUATTRO 2420 del Sistema Multitube di Thermocold. Caratterizzato da ventilatore elicoidale e compressore ermetico scroll, il sistema garantisce una potenza di 420 kW

appLicazioni progettuaLi dei gruppi poLivaLenti di thermocoLdCresce la

gamma, aumentano le applicazioni

18 #12

Elevataefficienza

l’avviamento della macchina in qualsiasi condizione di temperatura dell’acqua di ritorno all’evaporatore, anche le più basse, durante lo start-up al mattino in climi par-ticolarmente freddi. Inoltre, abbiamo svi-luppato con il nostro servizio R&S compo-nenti specifici custom e, soprattutto, una potente piattaforma di gestione elettroni-ca che costituisce un plus particolarmen-te significativo. Con tutto ciò e con l’ampio ventaglio di brevetti possiamo affrontare con tranquillità tutti gli aspetti più critici delle installazioni che richiedono un ap-proccio progettuale e installativo partico-larmente qualificato.

A questo proposito abbiamo predi-sposto strumenti didattici e formativi rivolti a consulenti e progettisti, installatori e ma-nutentori, per informarli in modo esaustivo sulla perfetta integrazione di questi pro-dotti negli impianti. Infine, alla luce delle più recenti normative in tema di risparmio energetico e qualificazione degli edifici, è stato dato un forte impulso nello sviluppo di prodotti in classe energetica A e A+».

Un’unità polivalente viene seleziona-ta in modo da coprire il picco massimo di richiesta che, a seconda del luogo d’in-stallazione, può essere quello estivo o quello invernale. Ciò implica che per tut-to il resto dell’anno l’unità lavora ai carichi parziali. «Ed è proprio qui – precisa Elena Favero – che l’unità polivalente Integra i-FX-Q con sorgente aria assicura la massi-ma efficienza energetica. La rivoluziona-ria progettazione dell’unità, coperta da brevetto registrato, e l’impiego di moto-ri inverter su compressori, ventilatori e, a

progetti cLimaveneta con poLivaLenti

NH HOTELS FIERA MILANO. Le due torri futuristiche, progettate dall’architetto Dominique Perrault, e realizzate nel 2008 a Milano, danno vita ad un lussuoso hotel con 398 camere e un centro congressi. In tutte le aree del complesso sono state installate 4 unità polivalenti di Climaveneta del tipo INTEGRA ERACS-Q/SL 2022 dotate di una potenza frigorifera totale pari a 1900 kW e una potenza termica totale di 2100 kW

PORTA NUOVA GARIBALDI (MILANO). Polo strategico nel tessuto urbano, Porta Nuova ricompone l’equilibrio dei tre storici quartieri milanesi di Garibaldi, Varesine e Isola in un progetto di riqualificazione che si estende complessivamente per oltre 290.000 m², dedicati a residenze, aree commerciali, centri direzionali, oltre che ampi spazi pubblici e aree pedonali. Negli edifici, la cui realizzazione è iniziata nel 2008, è stato installato un sistema di pompe di calore basato su unità polivalenti Climaveneta INTEGRA (12xERACS-WQ) e progettato da Ariatta Ingegneria. Il sistema idronico garantisce una potenza frigorifera totale pari a 4500 kW e una potenza termica totale di 5000 kW

PALAZZO APORTI (MILANO). Storica sede delle Regie Poste milanesi, Palazzo Aporti diventa oggi un nuovo complesso direzionale destinato a uffici ed usi commerciali, grazie ad un progetto di riconversione iniziato nel 2009. Al fine di aumentare l’efficienza energetica del sistema e di ridurre i costi di esercizio (-40%), i tradizionali impianti basati su chiller e caldaia sono stati sostituiti con 4 unità polivalenti INTEGRA del tipo ERACS-Q di Climaveneta. L’impianto, installato sul tetto della lobby di ingresso e riparato da una quinta in rete metallica che lo rende invisibile dall’esterno, è completato da un dispositivo MANAGER 3000 e da un DEMETRA. La potenza frigorifera totale garantita è pari a 2600 kW

“Alla luce delle più recenti normative

in tema di risparmio energetico, è stato

dato un forte impulso nello

sviluppo di prodotti in classe energetica

A e A+” Giovanni Renna

Elevata efficienza e non solo

19#12

richiesta, sulle pompe, assicurano un’impareggiabile efficienza, soprattutto ai carichi parziali, mentre i co-sti di esercizio nelle reali condizioni di lavoro dell’unità sono ridotti al minimo. Rispetto alla soluzione chiller più caldaia, l’unità i-FX-Q permette di ridurre di oltre il 40% il consumo di energia primaria».

Un sistema semplificato«Ma l’elevata efficienza non è l’unico vantaggio

dei gruppi polivalenti: l’adozione di un’unica unità, che provvede autonomamente alla produzione di caldo e freddo con un sistema che non necessita di commutazioni stagionali, permette di superare l’abbinamento di più risorse termofrigorifere, richie-ste invece nei tradizionali impianti basati su chiller e caldaia. Ne consegue una notevole semplificazione dell’impianto perché si riducono gli spazi tecnici, si semplifica la circuitazione idronica, si dimezza l’im-pegno di manutenzione delle macchine e si rende molto più razionale il controllo delle stesse. La sem-plificazione dell’impianto si traduce poi in una signi-ficativa riduzione delle operazioni da prevedere in cantiere: non sono, infatti, più necessarie operazio-ni di gestione degli spazi da destinare ai gruppi ter-mici convenzionali, di allacciamento alla rete gas e l’installazione e messa in opera di caldaie ausiliarie. Da tutto ciò deriva un notevole risparmio di tempi, di costi e di oneri a carico del cliente». n

MART ROVERETO. Sebbene di recente costruzione (2002), il MART, Museo di arte moderna e contemporanea di Trento e Rovereto, ha rivelato fin da subito numerose inefficienze energetiche e conseguentemente alti costi di gestione. Motivo per cui si è deciso nel 2010 di sostituire le singole unità del sistema a teleriscaldamento con un impianto a pompa di calore. La scelta è ricaduta su un’unità polivalente ad acqua della gamma Integra di Climaveneta, modello ERACS2-WQ 1902, che garantisce una potenza frigorifera totale di 479 kW e una potenza termica totale di 514 kW

SEGREEN BUSINESS PARK-EDIFICIO E (MILANO). Nato dall’applicazione di un modello energetico avanzato, Segreen Business Park è un complesso di 3 edifici, attualmente in fase di realizzazione a Milano, che offrono circa 30.000 mq di spazio per uffici, disposti intorno a una piazza centrale, fulcro connettivo e luogo d’interazione sociale. L’impianto di climatizzazione a servizio dei 10.000 mq adibiti ad uffici dell’edificio E è basato su due unità polivalenti Climaveneta ERACS-QI/LT-SL 2622, a condensazione ibrida. Il sistema di regolazione, a seconda delle condizione climatiche e delle richieste dell’edificio, decide la priorità di una delle due macchine, una condensata ad aria e l’altra condensata ad acqua. Il circuito di condensazione ad acqua è costituito da un pozzo di presa e uno di resa, disconnessi idraulicamente dal circuito di condensazione dei gruppi polivalenti attraverso uno scambiatore a piastre. La potenza frigorifera totale garantita è pari a 1250 kW

UNITÀ POLIVALENTE PER SISTEMI A 4 TUBI, con sorgente aria, e compressori vite inverter. L’ultimo modello della gamma Integra (i-FX-Q) di Climaveneta si caratterizza per l’impiego di motori inverter su compressori, ventilatori e, a richiesta, sulle pompe, che assicurano efficienza sopratutto in caso di carichi parziali. L’adozione, poi, di un’unica unità, che provvede autonomamente alla produzione di caldo e freddo con un sistema che non necessita di commutazioni stagionali, permette di superare l’abbinamento di più risorse termofrigorifere

“La semplificazione dell’impianto si traduce

in una riduzione delle operazioni previste

in cantiere, con un conseguente risparmio

di tempi, costi ed oneri a carico del cliente” Elena Favero

#1220

A partire dal prossimo anno le regio-ni Piemonte e Lombardia ren-deranno obbligatoria l’installa-

zione di sistemi di termoregolazione e contabilizzazione nei condomini esi-stenti. Se, com’è presumibile, questo esempio verrà seguito anche da altre regioni, decine di migliaia di comples-si residenziali presenti nel nostro pae-se dovranno attuare a breve e medio termine un’importante attività di re-trofit. Ragione per cui è indispensabile, dopo aver condotto una analisi critica sui criteri con cui sono dimensionati i vecchi impianti di riscaldamento a ra-diatori, analizzare i possibili interven-ti di riqualificazione, soffermandosi in modo particolare sulle problematiche connesse con l’installazione delle val-vole termostatiche, suggerendo un si-stema di regolazione della tempera-tura di mandata volto a massimizzare il salto termico.

Figura 1 – VALVOLE TERMOSTATICHE E RIPARTITORI DI CALORE per la termoregolazione e la contabilizzazione dell’energia termica negli impianti a radiatori esistenti

InstallazIone dI sIstemI dI termoregolazIone e contabIlIzzazIoneTra gli obblighi imposti da Piemonte (DCR n.98-1247 dell’11 gennaio 2007 e l’aggiornamento DGR n.46-11968 del 4 agosto 2009) e Lombardia (L.R. n.3 del 21 febbraio 2011), vi è quello di installare sistemi di termorego-lazione e contabilizzazione indi viduali, che in molti casi devono essere funzionanti già a decorrere dalla sta-gione di riscaldamento 2012/2013. Prescrizione attuabile tramite l’installazione sui singoli corpi scaldanti (Figura 1) sia di valvole termostatiche sia di appositi sensori (ripartitori) che consentono la misura indiretta dell’energia termica emessa da ciascun corpo scaldante e, tramite sistemi di trasmissione dei segnali di tipo wireless, la loro successiva remotizzazione in sistemi di acquisizione centralizzati.

Migliorare il rendimento degli impianti attraverso l’installazione di sistemi di contabilizzazione e termoregolazione

di Matteo Bo*

Riqualificazione dei vecchi impiantidi riscaldamento aradiatori

Retrofit nel residenziale



#12 21

requalIfIcatIon of heatIng systems wIth radIatorsStarting next year, Italian regions Piedmont and Lombardy will make obligatory the installation of thermal regula-tion and energy accounting systems in existing residential buildings. It is expectable for other regions to follow this example, so that tenths of thousands of existing buildings will be subject of important renovation works in a short or medium time. It is thus very important to point out early the best possible practice and standard.In this article, a critical analysis of the designing methods used in the past for radiator based heating systems is reported. Then plausible requalification interventions are analyzed, and particular attention is given to the instal-lation of thermostatic valves, Further, a regulation strategy of supply water is defined and analyzed so that tem-perature spread is improved.

Keywords: thermal regulation, energy accounting systems, thermostatic valves

riscaldamento a radiatori sono sempre caratte-rizzati da due fattori di surdimensionamento che non si possono trascurare.

Surdimensionamento della potenzaIl primo è il surdimensionamento della po-

tenza installata dovuto sia ai coefficienti di mag-giorazione della potenza calcolata che il proget-tista adottava sia perché consigliati dalle norme in vigore (la norma UNI 7357 del 1974 prevede-va maggiorazioni dal 10 al 15% intermittenza del funzionamento e conseguente messa a regime) o per sicurezza, sia perché sono sempre presen-ti dei carichi esogeni ed endogeni che i meto-di di calcolo non prendono cautelativamente in considerazione.

La presenza di corpi scaldanti con un mag-gior numero di elementi rispetto al valore stret-tamente necessario di fatto si traduce, com’è fa-cilmente intuibile, in una riduzione del valore della temperatura media richiesta alle varie per-centuali di carico termico.

La Tabella II illustra come varia la tempe-ratura media del corpo scaldante in condi-zioni di massimo carico al variare del fattore di surdimensionamento.

Si può notare come in presenza di fattori di surdimensionamento pari a 1,2-1,3 (valori tutt’al-tro che elevati) la temperatura media a cui devo-no funzionare i radiatori al 100% del carico è pari a circa 70°C, vale a dire come se l’impianto fos-se stato dimensionato senza maggiorazioni, ma scegliendo i radiatori con una differenza di tem-peratura nominale pari a 50°C, valore poi previ-sto dalle più recenti norme UNI EN 442-1 pubbli-cate per la prima volta nel febbraio del 1977.

Si può quindi individuare la reale curva di va-riazione della differenza di temperatura al va-riare del carico come indicato nella Tabella III seguente e di conseguenza definire la curva ide-ale di regolazione della temperatura di mandata

camera di prova veniva stabilita l’emissione ter-mica nominale dei radiatori medesimi ai sensi della allora vigente norma UNI 6514 del 1969 (cfr. Figura 2).

L’emissione dei corpi scaldanti variava quindi in funzione della differenza di temperatura se-condo la ben nota relazione:

∆teff

n

Peff = PUNI 6514 (––––) 60

dove:Peff = potenza termica emessa nelle condi-

zioni di impiego;PUNI 6514 = potenza termica nominale con t = 60°C;teff = differenza di temperatura nelle condi-

zioni di impiego;n = esponente caratteristico per ogni tipo

di corpo scaldante.Il valore di quest’ultimo parametro, per i ra-

diatori in ghisa a colonne e in ghisa a piastre, che sono senza dubbio i più diffusi, può essere me-diamente considerato pari a 1,3.

Se gli impianti si potessero ritenere proget-tati secondo i criteri sopra esposti, utilizzando la relazione (1) sarebbe possibile stabilire il valore della differenza di temperatura Δteff al variare del carico come indicato nella Tabella I.

In realtà i nostri vecchi impianti di

Criteri progettuali dei vecchi impianti a radiatori

Nell’analisi condotta nel pre-sente articolo sono stati presi in considerazione gli impianti a ra-diatori esistenti più energivori, ov-vero quelli centralizzati realizzati dal dopo guerra fino alla fine degli anni ’70, antecedenti cioè all’en-trata in vigore dei primi disposi-tivi legislativi (legge 373/76) sul contenimento dei consumi ener-getici. In questi impianti i criteri progettuali che venivano al tem-po di norma utilizzati per il loro di-mensionamento e ai quali è più che ragionevole fare riferimento, sono i seguenti:• temperatura di mandata dell’ac-

qua in condizioni di progetto pari a 85°C;

• salto termico di progetto pari a 10°C;

• differenza fra la temperatura me-dia del corpo scaldante (70°C) e l’aria ambiente pari a 60°C.

Si tendeva infatti ad utilizza-re le stesse condizioni con cui in

Figura 2 – CONDIZIONI DI PROVA secondo UNI 6514/69 - ∆t = 60°C

breve cronIstorIa delle tIpologIe ImpIantIstIche a radIatorI• Fino a 1975 c.a.: impianti centralizzati a colonne con radiatori prevalentemente in ghisa• Da 1975 a 1980 c.a.: impianti centralizzati a zona monotubo, prima, e a collettori complanari, poi• Da 1980 a 2005 c.a.: impianti autonomi a caldaiette• Dal 2005 in poi: ritorno a sistemi centralizzati e sviluppo di impianti a pannelli radianti a pavi-

mento e soffitto

ANALISI DEI CRITERI DI DIMENSIONAMENTO DEI VECCHI IMPIANTI A RADIATORI

22 #12

TAB

ELLA

ITA

BEL

LA II

Tabella I – Variazione delle temperature e dei salti termici di funzionamento per radiatori dimensionati con tUNI 6514 pari a 60 °C e tAC di progetto pari a 10 °C

Potenza teff tmed tm tr tAC Portata [%] [°C] [°C] [°C] [°C] [°C] [%]

100% 60,0 80,0 85,0 75,0 10,0 100% 90% 55,3 75,3 79,8 70,8 9,0 100% 80% 50,5 70,5 74,5 66,5 8,0 100% 70% 45,6 65,6 69,1 62,1 7,0 100% 60% 40,5 60,5 63,5 57,5 6,0 100% 50% 35,2 55,2 57,7 52,7 5,0 100% 40% 29,7 49,7 51,7 47,7 4,0 100% 30% 23,8 43,8 45,3 42,3 3,0 100% 20% 17,4 37,4 38,4 36,4 2,0 100% 10% 10,2 30,2 30,7 29,7 1,0 100% 0% 0,0 20,0 20,0 20,0 0,0 100%

Tabella II – Variazione della differenza di temperatura e della temperatura media per radiatori dimensionati con tUNI 6514 pari a 60 °C e tAC di progetto 10 °C al va-riare del coefficiente di surdimensionamento dell’impianto (carico 100%)

teff t med t m Coefficiente di surdimensionamento [°C] [°C] [°C]

1,00 60,0 80,0 85,01,10 55,8 75,8 80,81,20 52,1 72,1 77,11,30 49,0 69,0 74,01,40 46,3 66,3 71,31,50 43,9 63,9 68,9

Questa analisi trova puntuale riscontro nei criteri con cui vengono di norma tarate

le centraline climatiche utilizzate per effettuare in modo centralizzato la regolazione del-la temperatura ambiente.

Partendo dal presupposto semplificato, e come tale non esatto, che il carico termico medio dell’edificio dipenda esclusivamente dalla temperatura esterna, vale a dire trascu-rando tutti gli apporti di calore gratuiti, la temperatura ambiente viene, com’è noto, rego-lata variando la temperatura di mandata in funzione della temperatura esterna con curve di regolazione del tipo indicato in Figura 4.

Innovazione delle tecniche tradizionali nel retrofit degli edifici:la riqualificazione dei vecchi impianti di riscaldamento a radiatori

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dell’acqua calda ai corpi scaldanti come illustrato nella Figura 4.

Questa analisi trova puntuale riscontro nei cri-teri con cui vengono di norma tarate le centrali-ne climatiche utilizzate per effettuare in modo centra-lizzato la regolazione della temperatura ambiente in funzione della temperatura esterna con curve di rego-lazione del tipo indicato in Figura 4.

A conferma della corret-tezza delle valutazioni fin qui esposte la curva di re-golazione climatica, che a titolo di esempio di norma viene utilizzata a Torino, è per l’appunto la curva con inclinazione 20 di Figura 5 (in particolare questa è la curva che di default viene utilizza dall’AES – Azienda Energia e Servizi Torino SpA – che gestisce il servi-zio di teleriscaldamento cit-tadino per tarare le centrali termiche condominiali al-lacciate alla rete). Essendo la temperatura di proget-to di Torino pari a -8°C tale curva coincide perfetta-mente con quella di Figura 4. Pertanto, nota la curva di climatica con cui è re-golato l’impianto e quin-di la temperatura di man-data dell’acqua calda nelle condizioni di progetto per

Figura 3 – VARIAZIONE DELLA TEMPERATURA DI MANDATA AL VARIARE DEL CARICO per un impianto a radiatori dimensionato con ∆tUNI 6514 pari a 60°C e ∆tAC di progetto pari a 10°C in presenza di un fattore di surdimensionamento delle potenze installate pari a 1,25

Figura 4 – CURVE DI REGOLAZIONE CLIMATICA tipiche di regolatori della temperatura di mandata per impianti centralizzati a radiatori

varIazIone della dIfferenza dI temperatura e della temperatura medIa per radiatori dimensionati con ∆tUNI 6514 pari a 60°c e ∆tAC di progetto pari a 10°c, al variare del coefficiente di surdimensionamento dell’impianto (carico 100%)

varIazIone delle temperature e deI saltI termIcI di funzionamento per radiatori dimensionati con ∆tUNI

6514 pari a 60°c e ∆tAC di progetto pari a 10°c

Tabella I – Variazione delle temperature e dei salti termici di funzionamento per radiatori dimensionati con tUNI 6514 pari a 60 °C e tAC di progetto pari a 10 °C

Potenza teff tmed tm tr tAC Portata [%] [°C] [°C] [°C] [°C] [°C] [%]

100% 60,0 80,0 85,0 75,0 10,0 100% 90% 55,3 75,3 79,8 70,8 9,0 100% 80% 50,5 70,5 74,5 66,5 8,0 100% 70% 45,6 65,6 69,1 62,1 7,0 100% 60% 40,5 60,5 63,5 57,5 6,0 100% 50% 35,2 55,2 57,7 52,7 5,0 100% 40% 29,7 49,7 51,7 47,7 4,0 100% 30% 23,8 43,8 45,3 42,3 3,0 100% 20% 17,4 37,4 38,4 36,4 2,0 100% 10% 10,2 30,2 30,7 29,7 1,0 100% 0% 0,0 20,0 20,0 20,0 0,0 100%

Tabella II – Variazione della differenza di temperatura e della temperatura media per radiatori dimensionati con tUNI 6514 pari a 60 °C e tAC di progetto 10 °C al va-riare del coefficiente di surdimensionamento dell’impianto (carico 100%)

teff t med t m Coefficiente di surdimensionamento [°C] [°C] [°C]

1,00 60,0 80,0 85,01,10 55,8 75,8 80,81,20 52,1 72,1 77,11,30 49,0 69,0 74,01,40 46,3 66,3 71,31,50 43,9 63,9 68,9

Questa analisi trova puntuale riscontro nei criteri con cui vengono di norma tarate

le centraline climatiche utilizzate per effettuare in modo centralizzato la regolazione del-la temperatura ambiente.

Partendo dal presupposto semplificato, e come tale non esatto, che il carico termico medio dell’edificio dipenda esclusivamente dalla temperatura esterna, vale a dire trascu-rando tutti gli apporti di calore gratuiti, la temperatura ambiente viene, com’è noto, rego-lata variando la temperatura di mandata in funzione della temperatura esterna con curve di regolazione del tipo indicato in Figura 4.


407


23#12

TAB

ELLA

III

TAB

ELLA

IV

Tabella III – Variazione delle temperature e dei salti termici di funzionamento per radiatori dimensionati con tUNI 6514 pari a 60 °C e tAC di progetto pari a 10 °C in presenza di un fattore di surdimensionamento dell’impianto pari a 1,25

Potenza teff tmed tm tr tAC Portata % [°C] [°C] [°C] [°C] [°C] [%]

100% 50,0 70,0 75,0 65,0 10,0 100% 90% 46,1 66,1 70,6 61,6 9,0 100% 80% 42,1 62,1 66,1 58,1 8,0 100% 70% 38,0 58,0 61,5 54,5 7,0 100% 60% 33,8 53,8 56,8 50,8 6,0 100% 50% 29,3 49,3 51,8 46,8 5,0 100% 40% 24,7 44,7 46,7 42,7 4,0 100% 30% 19,8 39,8 41,3 38,3 3,0 100% 20% 14,5 34,5 35,5 33,5 2,0 100% 10% 8,5 28,5 29,0 28,0 1,0 100% 0% 0,0 20,0 20,0 20,0 0,0 100%

Figura 4 – Variazione della temperatura di mandata al variare del carico per un impianto a radiatori dimen-sionato con tUNI 6514 pari a 60 °C e tAC di progetto pari a 10 °C in presenza di un fattore di surdimensiona-

mento delle potenze installate pari a 1,25 A conferma della correttezza delle valutazioni fin qui esposte la curva di regola-

zione climatica che a titolo di esempio di norma viene utilizzata a Torino è per l’appunto


408


Il secondo fattore di surdimensionamento che è in genere quasi sempre presente nei vecchi impianti è quello legato al surdimensionamento delle pompe di circolazione, che presentano quindi portate superiori a quelle strettamente necessarie, con conseguente riduzione del salto termico dell’acqua. Anche in questo caso l’effetto risultante è quello di richiedere, a parità di temperatura media dei corpi scaldanti, un ulteriore abbassamen-to della temperatura di mandata a cui corrisponde un innalzamento della temperatura di ritorno come indicato a titolo esemplificativo in Tabella IV, relativamente a un impianto con portata superiore del 25 %.

Tabella IV – Variazione delle temperature e dei salti termici di funzionamento per radiatori dimensionati con tUNI 6514 pari a 60 °C e tAC di progetto pari a 10 ° C in presenza di fattori di surdimensionamento sia dell’impianto sia della portata delle pompe pari a 1,25

Potenza teff t med t m t r tAC Portata % [°C] [°C] [°C] [°C] [°C] [%]

100% 50,0 70,0 74,0 66,0 8,0 125% 90% 46,1 66,1 69,7 62,5 7,2 125% 80% 42,1 62,1 65,3 58,9 6,4 125% 70% 38,0 58,0 60,8 55,2 5,6 125% 60% 33,8 53,8 56,2 51,4 4,8 125% 50% 29,3 49,3 51,3 47,3 4,0 125% 40% 24,7 44,7 46,3 43,1 3,2 125% 30% 19,8 39,8 41,0 38,6 2,4 125% 20% 14,5 34,5 35,3 33,7 1,6 125% 10% 8,5 28,5 28,9 28,1 0,8 125% 0% 0,0 20,0 20,0 20,0 0,0 125% In base a quest’ultima configurazione, che possiamo in linea di massima considera-

re come quella più verosimilmente e realisticamente più probabile, emergono le seguenti considerazioni:

- il livello termico della temperatura di mandata è troppo elevato per essere fa-cilmente compatibile con sistemi di produzione energetica di tipo non tradizio-nale e in particolare con le pompe di calore;

- i salti termici sono molto bassi a fronte delle elevate portate, con conseguenti elevati consumi parassiti per i pompaggi;

- il livello della temperatura di ritorno incomincia a dare risultati importanti in accoppiamento con le caldaie a condensazione (cfr. Appendice B) solo a partire da percentuali di carico termico prossime al 50÷60%.

Questa condizione (sempre nell’ipotesi semplificata di completa dipendenza del carico termico dalla sola temperatura esterna) si realizza:

a Torino (zona climatica D, durata periodo di riscaldamento 183 gg, tempe-ratura di progetto = -8°C) per temperature dell’aria esterna superiori a 3°C,


410


la località in esame, si può determinare il co-efficiente di surdimen-sionamento caratteri-stico dell’impianto in questione.

È importante co-munque sottolinea-re che nella stragrande maggioranza dei casi il citato fattore di surdi-mensionamento non ri-sulta mai omogeneo su tutto l’edificio, ma che a causa delle impreci-sioni di calcolo e/o del-la imperfetta taratura dell’impianto, vi sono sempre zone più sfavo-rite di altre (in generale quelle con il maggior numero di superfici di-sperdenti). Per questo motivo il fattore di sur-dimensionamento che ai sensi della Tabella II deve essere adottato ai fini dell’impostazione della temperatura me-dia dei corpi scaldanti e di conseguenza del-la temperatura di man-data della acqua calda, deve essere natural-mente quello meno elevato.

Le zone più favori-te si troveranno pertan-to ad essere alimenta-te da un livello termico del fluido scaldante su-periore rispetto alle ne-cessità e quindi a ge-nerare, per l’assenza di sistemi di termorego-lazione locali, il surri-scaldamento di ampie zone, fattore che co-stituisce senza dubbio una delle più impor-tanti cause di spreco energetico (Ogni gra-do di temperatura in più mantenuto nei lo-cali comporta maggio-ri consumi energetici dell’ordine del 6-8%.) presenti in questi edifi-ci e su cui è pertanto as-solutamente prioritario intervenire.

varIazIone delle temperature e deI saltI termIcIdi funzionamento per radiatori dimensionati con ∆tUNI 6514 pari a 60°c e ∆tAC di progetto pari a 10°c, in presenza di un fattore di surdimensionamento dell’impianto pari a 1,25

varIazIone delle temperature e deI saltI termIcIdi funzionamento per radiatori dimensionati con ∆tUNI 6514 pari a 60°c e ∆tAC di progetto pari a 10°c, in presenza di fattori di surdimensionamento sia dell’impianto sia della portata delle pompe pari a 1,25

Surdimensionamento della portataIl secondo fattore di surdimensionamento che è in

genere quasi sempre presente nei vecchi impianti è quello legato al surdimensionamento delle pompe di circolazione, che presentano quindi portate superiori a quelle strettamente necessarie, con conseguente ri-duzione del salto termico dell’acqua. Anche in questo caso l’effetto risultante è quello di richiedere, a parità di temperatura media dei corpi scaldanti, un ulteriore ab-bassamento della temperatura di mandata a cui corri-sponde un innalzamento della temperatura di ritorno come indicato a titolo esemplificativo in Tabella IV, rela-tivamente a un impianto con portata superiore del 25%.

In base a quest’ultima configurazione emergono le seguenti considerazioni:• il livello termico della temperatura di mandata è

troppo elevato per essere facilmente compatibile con sistemi di produzione energetica di tipo non tradizionale e in particolare con le pompe di calore;

• i salti termici sono molto bassi a fronte delle elevate portate, con conseguenti elevati consumi parassiti per i pompaggi;

• il livello della temperatura di ritorno incomincia a dare risultati importanti in accoppiamento con le caldaie a condensazione solo a partire da percen-tuali di carico termico prossime al 50-60%.

24 #12

Riqualificare un impianto di riscaldamento si-gnifica di fatto intervenire per migliorare il suo rendimento medio stagionale ηg che è funzione dei seguenti rendimenti:ηe : rendimento di emissioneηrg : rendimento di regolazioneηd : rendimento di distribuzioneηgn : rendimento di generazione o produzione

medio stagionale.

Migliorare il rendimento di emissione ηe

Il rendimento di emissione dipende dai cor-pi scaldanti e dalle caratteristiche dei locali, con particolare riferimento alla loro altezza. Poiché gli interventi di manutenzione straordinaria non interessano questi aspetti, non è possibile indivi-duare interventi volti a migliorare di questo pa-rametro, il cui valore è dalle vigenti norme UNI TS 11300-2 stimato pari a 0,88.

Migliorare il rendimento di regolazione ηrg

Per migliorare il rendimento di regolazione

La Figura 8 illustra un esem-pio dei campi di lavoro di valvole termostatiche valutati con banda proporzionale compresa fra 0,5 e 2°C. Come si può notare i cam-pi di lavoro delle varie grandezze di valvole (diametro 3/8", diame-tro 1/2" e diametro 3/4") sono mol-to ampi e in buona parte fra loro sovrapposti.

Il dimensionamento dovrà es-sere effettuato in modo che il pun-to di lavoro ricada all’interno dei suddetti range, con l’accortezza di scegliere preferibilmente sempre la taglia più piccola e soprattut-to di non superare mai valori del-la pressione differenziale pari a cir-ca 20-22 kPa (2.000-2.200 mm c.a.), perché oltre tali valori si potrebbe-ro verifcare fenomeni di cavitazio-ne in corrispondenza della zona fra sede e otturatore, che sono causa di vibrazioni e rumorosità.

occorre regolare la temperatura ambiente per ambiente installando sui singoli corpi scaldanti valvole termostatiche del tipo a due vie per im-pianti a portata variabile.

Dal punto di vista impiantistico l’installazio-ne di valvole termostatiche su impianti esisten-ti comporta la risoluzione di almeno tre aspetti progettuali:1. criteri di scelta e di dimensionamento delle

valvole termostatiche medesime;2. bilanciamento delle reti di distribuzione;3. sostituzione delle pompe di circolazione in

quanto si trasforma l’impianto da un impian-to a portata costante a un impianto a portata variabile.

Criteri di scelta e dimensionamento delle valvole termostatiche

Il parametro caratteristico che definisce le prestazioni delle valvole termostatiche è la ban-da proporzionale a cui esse vengono fatte fun-zionare. Per avere il massimo comfort si racco-manda di dimensionare le valvole per valori della banda proporzionale compresi fra 0,5 e 2°C.

Figura 7 – PALERMO, CURVA CUMULATIVA DELL’ANDAMENTO DELLE TEMPERATURE ESTERNE (percentuali di carico per riscaldamento in funzione della temperatura esterna)

Figura 6 – ROMA, CURVA CUMULATIVA DELL’ANDAMENTO DELLE TEMPERATURE ESTERNE (percentuali di carico per riscaldamento in funzione della temperatura esterna)

percentualI dI carIco termIco. cIttà a confrontoStabilendo che risultati soddisfacenti del livello della temperatura di ritorno, in accop-piamento con le caldaie a condensazione, iniziano a vedersi solo a partire da percentua-li di carico termico vicine al 50-60%, questa condizione si realizza:• a Torino (zona climatica D, durata periodo di riscaldamento 183 gg, temperatura di

progetto = -8°C) per temperature dell’aria esterna superiori a 3°C, condizione che mediamente si realizza per il 68% del periodo di riscaldamento (cfr. Figura 6).

• a Roma (zonaclimatica D, durata periodo diriscaldamento 166gg, temperAtura di progetto = 0°C) per temperature dell’aria esterna superiori a 8°C, condizione che me-diamente si realizza per il 76% del periodo di riscaldamento (cfr. Figura 7).

• a Palermo (zona climatica B, durata periodo di riscaldamento 121 gg, temperatura di progetto = 5°C) per temperature dell’aria esterna superiori a 11°C, condizione che mediamente si realizza per il 50% del periodo di riscaldamento (cfr. Figura 8).

Figura 5 – TORINO, CURVA CUMULATIVA DELL’ANDAMENTO DELLE TEMPERATURE ESTERNE (percentuali di carico per riscaldamento in funzione della temperatura esterna)

INTERVENTI DI RIQUALIFICAZIONE DEI VECCHI IMPIANTI A RADIATORI

25#12

Bilanciamento delle reti di distribuzioneDi notevole importanza è il dimensionamento del-

le valvole termostatiche con elevate perdite di carico, in modo da garantire una regolazione con bassi valori della banda proporzionale. Questa esigenza però deve essere attentamente verificata sull’intero impianto. Se infatti le reti di distribuzione non sono dotate di adeguati orga-ni di taratura delle portate per i vari rami (per esempio in corrispondenza di ogni colonna montante), il bilan-ciamento idronico dell’impianto viene necessariamen-te lasciato all’azione delle sole valvole termostatiche. Quelle più vicine alle elettropompe potrebbero quin-di essere costrette a lavorare con Δp troppo elevati e in-generare rumorosità, quelle più lontane al contrario si

troverebbero a lavorare con bassi Δp e quindi con una banda propor-zionale meno vantaggiosa.

L’intervento di retrofit in atto dovrà quindi doverosamente prevede-re l’installazione in corrispondenza dei vari rami principali della rete di di-stribuzione (per esempio in corrispondenza di ogni colonna montante come indicato in Figura 9), di valvole di taratura o meglio ancora di val-vole auto flow, tarate sul valore della portata massima del ramo servito. Grazie a questo primo bilanciamento le valvole termostatiche saranno

valvole di taratura o meglio ancora di valvole auto flow, tarate sul valore della portata massima del ramo servito. Grazie a questo primo bilanciamento le valvole termostatiche saranno sottoposte a differenziali di pressione fra di loro più omogenei e quindi tende-ranno a dare le stesse prestazioni in tutti gli alloggi. Questa condizione è a rigore resa per altro necessaria dalla contabilizzazione del calore, in quanto, a parità di valore di set point impostato, le unità abitative le cui valvole lavorano con una banda proporzionale più alta consumano di più.

T T

T T

T T

T T

T T

T T

T T

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T T

T T

T T

T T

Autoflow

Figura 11 – Inserimento delle valvole di bilanciamento della portata di tipo auto flow

3.2.3. Sostituzione delle pompe di circolazione La necessità di intervenire sul sistema di pompaggio del fluido termovettore è im-

portante venga presa a pretesto per una sua attenta riprogettazione con l’obiettivo di in-


415


Figura 8 – ESEMPIO DI DIAGRAMMA DI SELEZIONE DI VALVOLE TERMOSTATICHE valido per bande proporzionali comprese fra 0,5 e 2°C. Il punto di lavoro va scelto all’interno delle aree evidenziate senza mai superare la pressione differenziale di 20 kPa

Figura 9 – INSERIMENTO DELLE VALVOLE DI BILANCIAMENTO DELLA PORTATA DI TIPO AUTOFLOW

valvole termostatIche. tIpologIe e funzIonamentoIl dispositivo di comando della valvola termostatica è costituito da un bulbo, la cosiddetta “testina termostatica”, che contiene un fluido ad alto coefficiente di dilatazione che opera come un regolatore autoazionato proporzio-nale di temperatura.Le valvole termostatiche si distinguono, in primo luogo, in base alle caratteristiche costruttive del corpo valvola. Quelle utilizzabili negli impianti a radiatori tradizionali a due tubi possono essere di due tipi:• a due vie: nel qual caso gli impianti di distribuzione dell’acqua devono essere del tipo a portata variabile;• a tre vie: nel qual caso gli impianti di distribuzione dell’acqua possono continuare ad essere del tipo a portata costante.E in secondo luogo, si distinguono in base al tipo di fluido termostatico utilizzato:• sensori a cera, che presentano tempi di reazione molto lunghi;• sensori a liquido che presentano tempi di reazione accettabili;• sensori a gas che grazie alla ridottissima capacità termica del fluido presentano tempi di risposta molto bassi.Poiché la stabilità della regolazione (assenza di oscillazioni) dipende soprattutto dal tempo di reazione del si-stema regolante, più quest’ultimo è breve, minori sono i rischi di pendolazione della temperatura. Nelle valvole termostatiche questa caratteristica è definita dalla banda proporzionale, che rappresenta la variazione di tem-peratura ambiente necessaria per spostare la valvola dalla posizione di chiusura alla posizione che, in base alla differenza di pressione presente ai capi della valvola, consente il passaggio della portata di acqua di progetto calcolata al carico massimo. In altre parole la banda proporzionale di una valvola termostatica è paragonabile al differenziale di un termostato, vale a dire allo scarto di temperatura che deve intervenire nell’ambiente affinché il termostato passi dalla posizione ON alla posizione OFF.Prendendo per esempio un radiatore con una portata di acqua di progetto pari a 100 l/h, se la valvola è soggetta ad un differenziale di pressione di 3 kPa lavorerà con una banda proporzionale di 2°C, se invece è soggetta ad un differenziale di pressione di 15 kPa lavorerà con una banda proporzionale migliore pari a 1°C.

SPACCATO DI VALVOLA TERMOSTATICA A DUE VIE

26 #12

TAB

ELLA

VTA

BEL

LA V

I

originario (ultima colonna di destra), con conseguente riduzione dei consumi di energia elettrica per il pompaggio, che, com’è noto, variano in ragione del cubo della portata. Tabella V – Impianto a radiatori con valvole termostatiche. Variazione delle tem-perature e dei salti termici di funzionamento in caso di temperatura di mandata dell’acqua costante (80°C ) e salto termico di progetto pari a 20 °C

Potenza teff tmed tm tr tAC Portata nuova pompa

Riduzione portata

[%] [°C] [°C] [°C] [°C] [°C] [%] [%] 100% 50,0 70,0 80,0 60,0 20,0 100% 50% 90% 46,1 66,1 80,0 52,2 27,8 65% 68% 80% 42,1 62,1 80,0 44,2 35,8 45% 78% 70% 38,0 58,0 80,0 36,0 44,0 32% 84% 60% 33,8 53,8 80,0 27,5 52,5 23% 89% 50% 29,3 49,3 80,0 18,7 61,3 16% 92% 40% 24,7 44,7 80,0 9,4 70,6 11% 94% 30% 19,8 39,8 80,0 -0,4 80,4 7% 96% 20% 14,5 34,5 80,0 -11,0 91,0 4% 98% 10% 8,5 28,5 80,0 -23,0 103,0 2% 99% 0% 0,0 20,0 80,0 -40,0 120,0 0% 100%

Tabella VI – Impianto a radiatori con valvole termostatiche. Curva climatica ideale


Riduzione portata

[%] [°C] [°C] [°C] [°C] [°C] [%] [%] 100% 50,0 70,0 80,0 60,0 20,0 100% 50% 90% 46,1 66,1 76,0 56,2 19,8 91% 55% 80% 42,1 62,1 72,0 52,2 19,8 81% 60% 70% 38,0 58,0 68,0 48,0 20,0 70% 65% 60% 33,8 53,8 64,0 43,5 20,5 59% 71% 50% 29,3 49,3 60,0 38,7 21,3 47% 77% 40% 24,7 44,7 53,0 36,4 16,6 48% 76% 30% 19,8 39,8 46,0 33,6 12,4 48% 76% 20% 14,5 34,5 39,0 30,0 9,0 44% 78% 10% 8,5 28,5 32,0 25,0 7,0 29% 86% 0% 0,0 20,0 25,0 0% 100%


417


originario (ultima colonna di destra), con conseguente riduzione dei consumi di energia elettrica per il pompaggio, che, com’è noto, variano in ragione del cubo della portata. Tabella V – Impianto a radiatori con valvole termostatiche. Variazione delle tem-perature e dei salti termici di funzionamento in caso di temperatura di mandata dell’acqua costante (80°C ) e salto termico di progetto pari a 20 °C


Riduzione portata

[%] [°C] [°C] [°C] [°C] [°C] [%] [%] 100% 50,0 70,0 80,0 60,0 20,0 100% 50% 90% 46,1 66,1 80,0 52,2 27,8 65% 68% 80% 42,1 62,1 80,0 44,2 35,8 45% 78% 70% 38,0 58,0 80,0 36,0 44,0 32% 84% 60% 33,8 53,8 80,0 27,5 52,5 23% 89% 50% 29,3 49,3 80,0 18,7 61,3 16% 92% 40% 24,7 44,7 80,0 9,4 70,6 11% 94% 30% 19,8 39,8 80,0 -0,4 80,4 7% 96% 20% 14,5 34,5 80,0 -11,0 91,0 4% 98% 10% 8,5 28,5 80,0 -23,0 103,0 2% 99% 0% 0,0 20,0 80,0 -40,0 120,0 0% 100%

Tabella VI – Impianto a radiatori con valvole termostatiche. Curva climatica ideale


Riduzione portata

[%] [°C] [°C] [°C] [°C] [°C] [%] [%] 100% 50,0 70,0 80,0 60,0 20,0 100% 50% 90% 46,1 66,1 76,0 56,2 19,8 91% 55% 80% 42,1 62,1 72,0 52,2 19,8 81% 60% 70% 38,0 58,0 68,0 48,0 20,0 70% 65% 60% 33,8 53,8 64,0 43,5 20,5 59% 71% 50% 29,3 49,3 60,0 38,7 21,3 47% 77% 40% 24,7 44,7 53,0 36,4 16,6 48% 76% 30% 19,8 39,8 46,0 33,6 12,4 48% 76% 20% 14,5 34,5 39,0 30,0 9,0 44% 78% 10% 8,5 28,5 32,0 25,0 7,0 29% 86% 0% 0,0 20,0 25,0 0% 100%


417


sottoposte a differenziali di pressione fra di loro più omogenei e quindi tenderanno a dare le stesse prestazioni in tutti gli allog-gi. Questa condizione è a rigore resa per altro necessaria dalla contabilizzazione del calore, in quanto, a parità di valore di set point impostato, le unità abitative le cui valvole lavorano con una banda proporzionale più alta consumano di più.

Sostituzione delle pompe di circolazioneLa necessità di intervenire sul sistema di pompaggio del

fluido termovettore è importante venga presa a pretesto per una sua attenta riprogettazione con l’obiettivo di incrementa-re, anche notevolmente, il salto termico, in modo da persegui-re i seguenti benefici:• riduzione della temperatura di ritorno per favorire la conden-

sazione nel/nei generatore/i di calore;• riduzione della portata per diminuire i consumi energetici

parassiti dovuti al pompaggio.I limiti entro i quali sarà possibile operare tale aumento del

salto termico sono legati alle seguenti condizioni:1. temperatura media dei corpi scaldanti mai inferiore a quella imposta

dalle condizioni di carico (cfr. Tabelle III e IV);2. velocità minima di rotazione delle pompe mai

inferiore al loro limite di esercizio, che di norma è pari al 25% della velocità massima (frequenza minima 12,5 Hz);

3. portata minima delle pompe inferiore al 10% della portata massima, valore al quale una pompa a portata variabile attiva la modalità di arresto per bassa portata, solo in corrispon-denza di valori del carico termico prossimi a zero;

4. portata minima di circolazione all’interno del generatore di calore mai inferiore all’eventua-le valore stabilito dal costruttore (occorre sot-tolineare che le moderne caldaie a conden-sazione a basamento ad elevato contenuto d’acqua regolate da bruciatori modulanti con campo di modulazione fino al 25-30%, di nor-ma non hanno alcun genere di limiti in tal sen-so. La circolazione dell’acqua all’interno alla caldaia permette infatti al sistema di regola-zione di ridurre la potenza ed eventualmente spegnere il bruciatore in tempi idonei, evitan-do le possibili sovratemperature con rischio dell’intervento del termostato di blocco).Come risulta dalla Tabella V non è certamente

ipotizzabile mantenere costante la temperatura di mandata, affidando la regolazione del carico alla sola variazione di portata dell’acqua, come di nor-ma siamo abituati a fare per altre tipologie di ter-minali di utenza.

Infatti già a partire da valori del carico pari al 40-50%, il sistema non sarebbe più in grado di modulare e il funzionamento diventerebbe di tipo on/off.

Occorre quindi impostare opportune curve di regolazione climatica individuando possibil-mente un accettabile compromesso tra curve troppo “piatte” che lavorano bene ai carichi ele-vati e male ai bassi carichi e curve troppo “ripide” che si comportano in modo opposto.

Un esempio di curva ottimale è quello cal-colato nella Tabella VI e raffigurato nella Figura

ImpIanto a radIatorI con valvole termostatIche variazione delle temperature e dei salti termici di funzionamento in caso di temperatura di mandata dell’acqua costante (80°c ) e salto termico di progetto pari a 20°c

ImpIanto a radIatorI con valvole termostatIche curva climatica ideale

Figura 10 – CURVA CLIMATICA IDEALE per impianto a radiatori a portata variabile con salto termico di progetto pari a 20°C

27#12

10, che presenta un punto di inflessione a circa il 40% del carico. Come si può rilevare i salti termici risultano più che buoni dal momento che si mantengono pari a circa 20°C ai carichi elevati per poi scendere solo in corrispondenza dei carichi minimi. Anche la portata si mantiene sempre a valori più che accettabili e soprattutto è molto elevata la riduzione di portata che l’impianto consente di ottenere rispetto all’impianto origina-rio (ultima colonna di destra), con conseguente riduzione dei consumi di energia elettrica per il pompaggio, che, com’è noto, variano in ragione del cubo della portata.

Se questo tipo di ragionamento funziona a livello teorico, è ben dif-ficile che possa essere facilmente attuato nella pratica affidandosi esclu-sivamente all’impostazione di una curva climatica ottimale. Sarebbe in questo senso preferibile prevedere un algoritmo di regolazione che provveda ad “aggiustare”, impianto per impianto, il valore della tempe-ratura di mandata in funzione del salto termico, misurato naturalmente in condizioni di impianto a regime. In altre parole ad ogni percentuale di carico, vale a dire ad ogni ben preciso valore della temperatura esterna in funzione della località, il sistema di regolazione dovrebbe stabilire il valore della temperatura di mandata (compensazione in funzione del-la temperatura esterna), non mantenendola però fissa, bensì variabile in funzione della temperatura di ritorno per garantire che il salto termico sia corrispondente ai valori di Tabella VI. La temperatura stabilita dalla rego-lazione climatica finisce per assumere la funzione di limite di massima, il set point è invece il Δt. L’algoritmo di regolazione dovrebbe essere inol-tre di tipo autoadattante in modo da consentire, dopo un certo periodo

di rodaggio dell’impianto, di raggiungere la curva climatica ot-timale per quell’edificio, secondo le valutazioni in precedenza esposte. La componente proporzionale dell’algoritmo, potrà essere migliorata andando ad agire sulla componente integra-le che aiuta ad evitare le oscillazioni e raggiungere con il minor tempo possibile il set point desiderato.

La scelta della pompa deve essere fatta con particolare at-tenzione in quanto costituisce un aspetto fondamentale per l’ottimale funzionamento dell’impianto a valle dell’intervento di riqualificazione. Il suo dimensionamento dovrà pertanto passa-re prima di tutto attraverso il puntuale rilievo degli impianti esi-stenti per perseguire i seguenti due obiettivi:1. dal rilievo delle quantità e delle dimensioni dei corpi scaldan-

ti installati si potrà calcolare, con i criteri in precedenza de-scritti (definizione delle resa in funzione del livello surdimen-sionamento), la potenza termica di progetto effettivamente necessaria e quindi, fissato il nuovo valore del salto termico, la portata della pompa.

2. dal rilievo, almeno per le parti in vista, delle reti si potrà stima-re la relativa prevalenza.Fortunatamente, come illustra l’esempio di Figura 13, le mo-

derne pompe a portata variabile direttamente accoppiate a mo-tori con inverter incorporato, presentano curve sufficientemente piatte che non richiedono pertanto forti variazioni della velocità di rotazione al variare della portata del circuito, per cui anche se la regolazione della pressione differenziale è impostata con control-lo delle pressione di tipo proporzionale come indicato in Figura 12, il funzionamento della pompa rientra sempre comodamente nel campo di lavoro della pompa stessa (area grigia di Figura 11).

Per valutare i benefici indotti dall’installazione dei sistemi di termoregolazione ambiente per ambiente sugli impianti esi-stenti è necessario stimare la differenza fra i valori dei rendimen-ti di regolazione valutati prima e dopo l’intervento, vale a dire senza e con l’installazione delle valvole termostatiche. Per fare ciò occorre attenersi alle indicazioni date dal prospetto 20 della norma UNI/TS 11300-2, in base alla quale i suddetti valori sono così calcolabili:1. rendimento di regolazione dopo l’intervento (regolazione cli-

matica + termoregolazione ambiente) che è pari a circa 0,98;2. rendimento di regolazione prima dell’intervento (sola regola-

zione climatica) che è dato dalla relazione: ηrg = 1 - (0,6 · ηu · Υ)

Il valore di ηrg senza valvole termostatiche dipende quindi molto dalle caratteristiche dell’edificio e deve pertanto essere di volta in volta calcolato. Resta comunque il fatto che i risparmi ener-getici conseguenti a questo specifico intervento sono comunque sempre molto elevati, con ordini di grandezza del 10 e 20%.

Migliorare il rendimento di distribuzione ηd

Il rendimento di distribuzione tiene conto delle perdite di energia termica della rete di distribuzione verso l’esterno e, quindi, non recuperabili. Esso si esprime come rapporto fra il fabbisogno energetico utile effettivo richiesto da ciascuna zona Qhr (che tiene conto delle perdite per emissione e regolazione) e quella immessa nella rete stessa dal sistema di produzione Qut:

ηd = Qhr ⁄ Qut

Esso dipende quindi dall’isolamento termico della rete di di-stribuzione che, negli edifici oggetto della presente trattazione, è in molti casi scarso o nullo. I vecchi impianti, realizzati in epo-che in cui il costo dell’energia era trascurabile, non venivano di norma coibentati e l’intervento di riqualificazione impiantistica

Figura 11 – CURVE CARATTERISTICHE DI UNA ELETTROPOMPA A PORTATA VARIABILE. Il campo di lavoro varia fino al 25% della velocità di rotazione

Figura 12 – REGOLAZIONE A PRESSIONE “PROPORZIONALE”, con prevalenza a portata nulla pari al 50% di quella di set point. La pompa regola ampiamente all’interno del proprio campo di lavoro fino ad un valore di portata prossimo al 10% del valore di set point poi si spegne

28 #12

TAB

ELLA

VII

T

T

T

T

T

T

T

Figura16 – Riduzione della temperatura di ritorno in caldaia mediante circuito di spillamento che alimenta un bollitore di preriscaldo ACS

CONCLUSIONI

Gli obblighi imposti da alcune Regioni italiane di installare sistemi di termoregola-zione e contabilizzazione negli edifici condominiali più vetusti ed energivori devono es-sere presi a pretesto per riqualificare, mediante un intervento di manutenzione straordi-naria, l’intero impianto.

Fra le azioni più importanti che occorre porre in essere vi sono le seguenti: 1. installazione di valvole termostatiche a due vie sui corpi scaldanti; 2. bilanciamento e coibentazione, ove possibile, delle reti; 3. sostituzione delle elettropompe esistenti con pompe a portata variabile riproget-

tate per ridurre la portata e aumentare il t; 4. impostazione di una nuova logica di regolazione della temperatura di mandata

dell’acqua ai radiatori volta a tenere elevato, specie ai carichi alti, il t del flui-do termovettore;

5. installazione di caldaie a condensazione, con opportune circuitazioni idroniche finalizzate a ridurre quanto più possibile la temperatura di ritorno in caldaia.

I risparmi energetici conseguenti agli interventi proposti si valutano come varia-zione dei rendimenti caratteristici dell’impianto utilizzando i criteri della norma UNI/TS 11300-2 (UNI, 2008a).

Valori indicativi di tali variazioni sono sintetizzati nella Tabella VII .


423


Tabella VII – Ordini di grandezza delle variazioni dei rendimenti prima e dopo gli interventi di retrofit

PRIMA

DELL’INTERVENTO DOPO

L’INTERVENTO RENDIMENTI min max min max

Rendimento di emissione 0,88 0,88 0,88 0,88 Rendimento di regolazione 0,80 0,90 0,97 0,98 Rendimento di distribuzione 0,88 0,92 0,88 0,92 Rendimento di generazione 0,82 0,84 0,98 1,00 Rendimento complessivo 0,51 0,61 0,74 0,79

In base a tali valori il risparmio energetico conseguente agli interventi di retrofit

descritti nella presente memoria può variare da un minimo del 20 % fino a oltre il 50%. BIBLIOGRAFIA

UNI. 2008b. "Prestazioni energetiche degli edifici - Parte 2: Determinazione del fabbi-sogno di energia primaria e dei rendimenti per la climatizzazione invernale e per la produzione di acqua calda sanitaria". UNI/TS 11300-2. Milano: Ente Italiano di Unificazione.

UNI. 2008b. "Prestazioni energetiche degli edifici - Parte 1: Determinazione del fabbi-sogno di energia termica dell'edificio per la climatizzazione estiva ed invernale". UNI/TS 11300-1. Milano: Ente Italiano di Unificazione.


424


dovrà quindi cercare di intervenire con un lavoro di rinforzo della coibentazione termica delle reti, ove possibile (scantinati e/o sottotetti). Essendo questa, però, una minima parte del percorso del-le tubazioni è presumibile che si ottengano lie-vi miglioramenti di questo parametro, che conti-nuerà inevitabilmente a presentare valori molto bassi (0,88-0,92).

Migliorare il rendimento di generazione ηgn

L’intervento di miglioramento del sistema di produzione più significativo è rappresentato dal-la sostituzione del generatore di calore esistente con un generatore di calore a condensazione.

La Figura 13 illustra a titolo esemplificativo i valori del rendimento termico di generazione di varie tipologie di generatori al variare del carico termico. In essa è evidente la duplice natura dei miglioramenti che le caldaie a condensazione consentono di ottenere:1. incremento del valore assoluto;2. miglioramento del del rendimento di produ-

zione, che cresce al variare del carico.Anche in questo caso il guadagno, in termini

di rendimento di produzione medio stagionale fra nuovo e vecchio generatore, si potrà calco-lare facendo ricorso alle indicazioni della nor-ma UNI TS 11300-2 che prevede due possibili approcci:1. approccio semplificato mediante prospetti

spillamento posto sulla rete di ri-torno si alimenta un bollitore di preriscaldo dell’ACS.

CONCLUSIONILe azioni più importanti di ri-

qualificazione energetica che do-vrebbero essere attuate negli edifi-ci condominiali sono: installazione di valvole termostatiche a due vie sui corpi scaldanti; bilanciamento e coibentazione delle reti; sostituzio-ne delle elettropompe esistenti con pompe a portata variabile; imposta-zione di una nuova logica di regola-zione della temperatura di mandata dell’acqua ai radiatori; installazione di caldaie a condensazione, con op-portune circuitazioni idroniche.

In base ai valori delle variazioni dei rendimenti dell’impianto (cfr. Tabella VII), nel rispetto dei criteri della norma UNI/TS11300-2, è pos-sibile ottenere un risparmio ener-getico che va da un minimo del 20% fino a oltre il 50%. n

* Matteo Bo, Prodim srl, Torino

contenenti valori precalcolati validi per le ti-pologie più comuni di generatori di calore;

2. approccio più rigoroso mediante metodi di calcolo analitici.Utilizzando il primo metodo, tanto per avere

un ordine di grandezza di tale guadagno, si rica-vano i seguenti valori:1. rendimento di produzione medio stagionale

di un vecchio generatore di calore a 2 stelle antecedente il 1996 con bruciatore ad aria sof-fiata: valore pari a circa 0,82-0,84;

2. rendimento di produzione medio stagionale di un moderno generatore a condensazione a 4 stelle con bruciatore modulante: valore pari a circa il 0,98-1,00.In base a tali dati il risparmio energetico con-

seguente all’installazione di caldaie a condensa-zione in sostituzione di vecchi generatori di calo-re tradizionali risulta pari a circa il 20%.

Le prestazioni della caldaia a condensazione potranno ulteriormente migliorare se si avrà l’ac-cortezza di alimentare in cascata, ove possibile, le utenze che possono lavorare a livelli termici più bassi, in modo da aumentare quanto più possibi-le il salto termico e abbassare di conseguenza la temperatura di ingresso nel generatore.

Un esempio in tal senso è illustrato nel-la Figura 14, dove mediante un circuito a

Figura 14 – RIDUZIONE DELLA TEMPERATURA DI RITORNO in caldaia mediante circuito di spillamento che alimenta un bollitore di preriscaldo ACS

Figura 13 – ESEMPI DI VARIAZIONI DEL RENDIMENTO DI COMBUSTIONE PER DIVERSE TIPOLOGIE DI CALDAIE. Da A: Caldaie a condensazione 40/30°C; B Caldaie a condensazione 75/60°C; C: Caldaie a bassa temperatura (senza limite inferiore di temperatura); D: Caldaie anno di costruzione 1987 (limite inferiore di temperatura 40°C); E: Caldaie anno di costruzione costruzione 1975 (temperatura acqua calda costante 75°C). Fonte: Viessmann

ordInI dI grandezza delle varIazIonI deI rendImentI prima e dopo gli interventi di retrofit

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la maggior attenzione nei confronti delle scel-te impiantistiche negli aspetti energetico-am-bientali e una aumentata sensibilità degli utenti

nei confronti dei costi di esercizio per il servizio di riscaldamento e climatizzazione.

In maniera analoga a quanto è accaduto per la caldaia a condensazione, presente sul mercato da più di vent’anni ma per la quale l’interesse

si è risvegliato soltanto in tempi recenti perché stimolato dagli incentivi fiscali per le riqualifica-zioni energetiche, anche per la pompa di calo-re stiamo assistendo ad una crescita di interes-se sempre maggiore. La conoscenza del termine “pompa di calore”, così come del suo principio di funzionamento, si sta infatti diffondendo ra-pidamente anche tra i non specialisti in materia impiantistica, tra cui gli architetti che si occupa-no di edilizia, ma anche i costruttori e gli agenti immobiliari.

Le ragioni che sottendono a questa rapida quanto inaspettata diffusione possono ascriver-si, come per il caso della caldaia a condensazio-ne, agli incentivi fiscali per le riqualificazioni ener-getiche, ma non solo. Infatti, oltre a questo, vi è

AnAlisi propostA• Alternativa progettuale per le nuove realizzazioni• Possibilità di sostituzione di caldaia con pdc negli edifici esistenti: corpi

scaldanti e temperature• Confronto energertico-economico tra caldaia a condensazione e pompa di

calore elettrica ad aria• Importante l’aspetto tariffario

Aspetti tariffari, valutazioni energetiche ed economiche. Quali sono le reali possibilità applicative della pompa di calore elettrica per il riscaldamento centralizzato?

di Filippo Busato e Renato Lazzarin*

a confronto

e

VSRiscaldamento centralizzato

PomPa di calore

caldaia a condensazione

Pompe di calore Clivet WSHN-EE 121, da 43,9 kW in fase di installazione. COP pari a 5,99 (acqua di ingresso a 13°C e in uscita a 35°C)

#12 31

Le caratteristiche termiche delle superfici tengono conto della diversa zona climati-ca nella quale gli edifici sono posti, pertanto i modelli di edificio risultano quattro.

La simulazione dell’edificio è stata condotta ponendo il set point di temperatura a 20 °C in riscaldamento e a 26 °C in raffrescamento; l’umidità relativa in regime di raf-frescamento è stata posta pari al 50%. I carichi endogeni sono costituiti dagli occupanti e dagli usi cucina (sensibili e latenti), dall’illuminazione e dalle apparecchiature elettri-che/elettroniche (sensibili). Ciascuno dei carichi endogeni ha una sua precisa program-mazione temporale. I risultati della simulazione riportano il fabbisogno dell’edificio in condizioni verosimili, pertanto non sono direttamente confrontabili con i fabbisogni i condizioni di riferimento. Le otto unità immobiliari che compongono il condominio tipo seguono la stessa logica di regolazione, e i carichi interni seguono la medesima pro-grammazione temporale. Indicando con Qh il fabbisogno di riscaldamento (netto) e con Qc il fabbisogno per il condizionamento estivo (compresa la deumidificazione), possia-mo apprezzare i risultati del calcolo dei carichi nel diagramma in figura 1.

Figura 1 – Fabbisogni di riscaldamento e raffrescamento per i casi considerati.

E’ possibile apprezzare come l’andamento dei carichi in funzione delle condizioni meteo-climatiche segua un andamento verosimile. Il fabbisogno di riscaldamento è for-temente influenzato dalla temperatura esterna, mentre il fabbisogno per raffrescamento lo è meno; per quest’ultimo la componente relativa alla deumidificazione è quella domi-nante.

Interessante è confrontare le potenze di picco richieste per il riscaldamento e il condizionamento estivo, riportate nel grafico in figura 2. Si può apprezzare come la loca-lità influisca sulla potenza di picco meno di quanto influisca sul fabbisogno. Infatti il picco è determinato dalla potenza di progetto mentre il fabbisogno dalla distribuzione di temperatura.

La pompa di calore elettrica come soluzione per il riscaldamento centralizzato:aspetti tariffari, valutazioni energetiche ed economiche

233

10-busato 231-242.qxd 12/10/10 12:48 Pagina 233

Figura 2 - Potenze richieste in riscaldamento e raffrescamento. Con i dati ottenuti è stata costituita la base dell’analisi.

3. ANALISI ENERGETICA L’analisi ha come obiettivo quello di valutare dal punto di vista energetico ed eco-

nomico la possibilità di applicazione della pompa di calore per il riscaldamento (ed e-ventualmente raffrescamento centralizzato).

Un aspetto fondamentale in questa valutazione è quello di determinare in maniera accurata il COP delle macchine nelle diverse stagioni. Per fare ciò è stato utilizzato un foglio di calcolo nel quale è implementata la procedura descritta nelle norma EN 15316-4-2 (EN 15416-4-2:2008). Di tale procedura che in parte è stata adottata, seppur con ba-se mensile, nel prUNI/TS 11300-4, si evidenziano i seguenti punti chiave:

• Vengono utilizzati i valori di COPstandard forniti dai costruttori nelle condi-zioni di test, secondo la EN 14511;

• Tali valori vengono corretti in funzione della temperatura della sorgente e del pozzo quando essi differiscono dai valori di test;

• Si utilizzano i bin della temperatura della sorgente aria (determinati nel nostro caso a partire dai TRY (AA.VV., 1985).

Con il metodo descritto nella norma è possibile calcolare per i casi oggetto di que-sta analisi, le prestazioni stagionali del sistema a pompa di calore o sistema ad espansio-ne diretta, tenendo conto del funzionamento a carico parziale.

E’ necessario tuttavia, nel momento in cui si vogliano confrontare caldaie e pompe di calore ad aria, specificare le condizioni al contorno per i diversi casi:

• Per l’edificio “old” si assume di trattare un impianto di climatizzazione a fancoil, alimentato alla temperatura di 50 °C nelle condizioni nominali;


234


CentrAl heAting: CompArison between heAt pump And Condensing boilerAs it happened for the condensing boiler, heat pump is also currently subject to increasing interest and diffusing rapidly among non-specialists in plant engineering, for example among the architects involved in building, build-ers and realtors.Among the reasons there are tax incentives for energy redevelopment projects, but especially the greater attention to the choices in plant and environmental aspects of energy and increased user awareness towards the running costs for heating and air conditioning service.This interest in the electric heat pump air begs the question what the real possibilities of use for heating and central-ized are. While installing an electric heat pump seems to allow the primary energy savings and some building and plant simplifications, however, it introduces constraints related to the type of system installation and production of domestic hot water; to these is added the phase opposition effect of its performance with respect to the heat de-mand of the building to the outside temperature.Then, choosing the type of system presents broad possibilities when it comes to new buildings, while it is seen as a constraint in case of restructuring. It is so necessary to treat separately the two cases. Once you have evaluated the possibility of installation and performance in terms of primary energy needs, you need to run an economic analysis based on the price of gas and electricity regulations. The tariff issues, as will be seen, play a key role in identifying the most convenient alternative.

Keywords: central heating, condensing boiler, heat pump

Questo interesse per la pompa di calore elet-trica ad aria porta a chiedersi quali siano le reali possibilità di utilizzo per il riscaldamento auto-nomo e centralizzato. Se da un lato l’installazio-ne di una pompa di calore elettrica sembra con-sentire dei risparmi di energia primaria ed alcune semplificazioni edilizie e impiantistiche (es. la possibilità di eliminare la canna fumaria), dall’al-tro presenta dei vincoli di installazione legati alla tipologia di impianto (temperatura di mandata) e alla produzione di acqua sanitaria; a questi va poi ad aggiungersi il ben noto effetto di oppo-sizione di fase delle sue prestazioni rispetto alla richiesta termica dell’edificio, in funzione della temperatura esterna.

La scelta della tipologia impiantistica pre-senta ampi margini di manovra quando si trat-ta di nuovi edifici, mentre costituisce un vin-colo molto rigido nel caso degli interventi di

Figura 1 – FABBISOGNI DI RISCALDAMENTO E RAFFRESCAMENTO PER I CASI CONSIDERATI. Indicando con Qh il fabbisogno di riscaldamento (netto) e con Qc il fabbisogno per il condizionamento estivo (compresa la deumidificazione), possiamo giudicare i risultati del calcolo dei carichi nel diagramma. È possibile apprezzare come l’andamento dei carichi in funzione delle condizioni meteo-climatiche segua un andamento verosimile. Il fabbisogno di riscaldamento è fortemente influenzato dalla temperatura esterna, mentre il fabbisogno per raffrescamento lo è meno; per quest’ultimo la componente relativa alla deumidificazione è quella dominante

Figura 2 – POTENZE RICHIESTE IN RISCALDAMENTO E RAFFRESCAMENTO. Dal confronto tra le potenze di picco richieste per il riscaldamento e il condizionamento estivo, si può apprezzare come la località influisca sulla potenza di picco meno di quanto influisca sul fabbisogno. Infatti il picco è determinato dalla potenza di progetto mentre il fabbisogno dalla distribuzione di temperatura

bAsi per l’AnAlisiL’analisi che viene proposta in questo lavoro ha come obiettivo quello di va-lutare le possibilità applicative della pompa di calore elettrica per il riscalda-mento centralizzato, confrontandola con le soluzioni tradizionali costituite dai generatori di calore a combustione. Per fare questo è importante identi-ficare un’utenza modello, che costituisca la base per tutti i calcoli che verran-no successivamente effettuati. L’utenza tipo considerata è un condominio “ideale”, su 2 piani con 4 unità per piano con una superficie riscaldata netta è di 100 m²/unità. La geometria è molto semplice e la pianta dell’edificio è quadrata; non si ritiene utile ai fini del presente lavoro fornire il dettaglio geometrico della costruzione, in quanto l’edificio costituisce la base dell’a-nalisi e non l’obiettivo della stessa. Sono stati realizzati due modelli, uno per un edificio di nuova costruzione e uno per un edificio esistente, geometrica-mente identici, costruiti in ambiente TRNSYS (AA.VV., 1997) con la type 56, e si è scelto di individuare le caratteristiche termo igrometriche delle struttu-re in modo da soddisfare i requisiti minimi imposti:• dalla Legge 192/05 e s.m.i. (a gennaio 2010), ipotizzando un edificio di

nuova costruzione, indicato con “new”;• dalla Legge 10/91 per un edificio esistente, indicato con “old”.L’analisi verrà sviluppata per due zone climatiche diverse, secondo i dati me-teo del Test Reference Year (AA.VV., 1985) per le località di:• Venezia, indicata con VEN;• Trapani, indicata con TRI.Le caratteristiche termiche delle superfici tengono conto della diversa zona climatica nella quale gli edifici sono posti, pertanto i modelli di edificio ri-sultano quattro. La simulazione dell’edificio è stata condotta ponendo il set point di temperatura a 20°C in riscaldamento e a 26°C in raffrescamen-to, mentre l’umidità relativa in regime di raffrescamento è stata posta pari al 50%. I carichi endogeni sono costituiti dagli occupanti e dagli usi cucina (sensibili e latenti), dall’illuminazione e dalle apparecchiature elettriche/elettroniche (sensibili). Ciascuno dei carichi endogeni ha una sua precisa programmazione temporale. I risultati della simulazione riportano il fabbi-sogno dell’edificio in condizioni verosimili, pertanto non sono direttamente confrontabili con i fabbisogni in condizioni di riferimento. Le otto unità im-mobiliari che compongono il condominio tipo seguono la stessa logica di re-golazione e i carichi interni hanno la medesima programmazione tempora-le. Con i dati ottenuti è stata costituita la base dell’analisi.

32 #12

TAB

ELLA

ITA

BEL

LA II

TAB

ELLA

III

E’ possibile, considerando l’efficienza elettrica del sistema nazionale e un potere calorifico superiore del gas naturale PCI pari a 9.59 kWh/Sm3, calcolare i consumi di energia primaria, che vengono illustrati in Tabella III.

Tabella II - Consumi calcolati per le soluzioni considerate. VEN

new VEN old

TRI new

TRI old UDM

Riscaldamento Caldaia 5,944 9,579 2,539 4,677 Sm3 Pdc aria 22,347 43,238 7,797 19,026 kWh Raffrescamento Split 2,685 2,961 4,465 4,803 kWh Chiller aria 3,432 4,007 5,174 5,894 kWh Ciclo annuale Pdc aria invertibile 25,779 47,246 12,971 24,920 kWh

Tabella III - Fabbisogno di energia primaria per le soluzioni considerate (kWh). VEN

new VEN old

TRI new

TRI old

Riscaldamento Caldaia 56,762 91,483 24,249 44,662 Pdc aria 49,661 96,085 17,327 42,281 Raffrescamento Split 5,966 6,579 9,922 10,674 Chiller aria 7,627 8,905 11,498 13,097 Climatizzazione annuale Caldaia + split 62,729 98,062 34,171 55,336 Caldaia + chiller 64,389 100,388 35,747 57,759 Pdc aria + split 55,627 102,664 27,249 52,955 Pdc aria invertibile 57,288 104,990 28,825 55,378

Per una comprensione più agevole dei risultati è possibile consultare il grafico di

Figura 3. E’ molto interessante la valutazione grafica dei consumi, poiché evidenzia il pro-

blema del retrofit; la sostituzione di una caldaia a condensazione con una pompa di calo-re non risulta vantaggiosa in termini di energia primaria per edifici “old”, soprattutto se in zona climatica relativamente fredda.


236


E’ possibile, considerando l’efficienza elettrica del sistema nazionale e un potere calorifico superiore del gas naturale PCI pari a 9.59 kWh/Sm3, calcolare i consumi di energia primaria, che vengono illustrati in Tabella III.

Tabella II - Consumi calcolati per le soluzioni considerate. VEN

new VEN old

TRI new

TRI old UDM

Riscaldamento Caldaia 5,944 9,579 2,539 4,677 Sm3 Pdc aria 22,347 43,238 7,797 19,026 kWh Raffrescamento Split 2,685 2,961 4,465 4,803 kWh Chiller aria 3,432 4,007 5,174 5,894 kWh Ciclo annuale Pdc aria invertibile 25,779 47,246 12,971 24,920 kWh

Tabella III - Fabbisogno di energia primaria per le soluzioni considerate (kWh). VEN

new VEN old

TRI new

TRI old

Riscaldamento Caldaia 56,762 91,483 24,249 44,662 Pdc aria 49,661 96,085 17,327 42,281 Raffrescamento Split 5,966 6,579 9,922 10,674 Chiller aria 7,627 8,905 11,498 13,097 Climatizzazione annuale Caldaia + split 62,729 98,062 34,171 55,336 Caldaia + chiller 64,389 100,388 35,747 57,759 Pdc aria + split 55,627 102,664 27,249 52,955 Pdc aria invertibile 57,288 104,990 28,825 55,378

Per una comprensione più agevole dei risultati è possibile consultare il grafico di

Figura 3. E’ molto interessante la valutazione grafica dei consumi, poiché evidenzia il pro-

blema del retrofit; la sostituzione di una caldaia a condensazione con una pompa di calo-re non risulta vantaggiosa in termini di energia primaria per edifici “old”, soprattutto se in zona climatica relativamente fredda.


236


• Filippo!Busato!–!DTG!Università!di!Padova• Renato!Lazzarin!–!DTG!Università!di!Padova

La!pompa!di!calore!elettrica!come!soluzione!per!il!riscaldamento!centralizzato

Calcolo!dei!rendimenti

– COP!medio!stagionale!(Uni!EN!15316"4"2)– Raffrescamento!attraverso!split!o!pdc!

invertibile

VENnew

VENold

TRInew

TRIold

rendimento!di!distribuzione,!emissione,!regolazione 0.9 0.85 0.9 0.85

rendimento!caldaia 1.0 0.95 1.0 0.95COP!pdc!aria 3.56 2.56 4.15 2.89EER!pdc!invertibile 3.39 3.39 3.26 3.26EER!split 3.9 3.9 3.4 3.4

• Filippo!Busato!–!DTG!Università!di!Padova• Renato!Lazzarin!–!DTG!Università!di!Padova

La!pompa!di!calore!elettrica!come!soluzione!per!il!riscaldamento!centralizzato

Fabbisogno!energia!primaria

63

98

34

5564

100

36

58

41

82

23

4343

84

24

46

-

20

40

60

80

100

120

VEN_new VEN_old TRI_new TRI_oldLocalità_edificio

Fabb

isog

no d

i ene

rgia

prim

aria

(MW

h)

Caldaia + splitCaldaia + chillerPdc aria + splitPdc aria invertibile

ristrutturazione; pertanto è necessario trattare in maniera distinta i due casi. Una volta valutate attentamente le possibilità di installazione e le prestazioni in termini di fabbisogno di energia primaria, è necessario eseguire un’analisi eco-nomica dettagliata sulla base delle tariffe del gas e dell’energia elettrica vigenti. Gli aspetti tariffari, come si vedrà, sono tutt’altro che tra-scurabili e ricoprono un ruolo chiave nell’indi-viduare l’alternativa più conveniente.

Analisi energeticaL’analisi ha come obiettivo quello di valuta-

re dal punto di vista energetico ed economi-co la possibilità di applicazione della pompa di calore per il riscaldamento (ed eventualmen-te raffrescamento centralizzato). Un aspetto fondamentale in questa valutazione è quello di determinare in maniera accurata il COP del-le macchine nelle diverse stagioni. Per fare ciò è stato utilizzato un foglio di calcolo nel qua-le è implementata la procedura descritta nelle norma EN 153164-2 (EN 15416-4-2:2008). Di tale procedura che in parte è stata adottata, seppur

Figura 3 – RAPPRESENTAZIONE GRAFICA DEL FABBISOGNO DI ENERGIA PRIMARIA. La valutazione grafica dei consumi evidenzia il problema del retrofit. La sostituzione di una caldaia a condensazione con una pompa di calore non risulta vantaggiosa in termini di energia primaria per edifici “old”, soprattutto se in zona climatica relativamente fredda. Si ricorda che, a meno del rendimento di distribuzione-emissione-regolazione, il confronto in regime di riscaldamento (quello che pesa di più in termini energetici nel settore residenziale) può essere ridotto al confronto tra rendimento di generazione e il prodotto tra COP e rendimento di conversione del sistema elettrico nazionale. Come è possibile calcolare dalla Tabella I, il rapporto tra il rendimento della caldaia e il COP della pdc in riscaldamento risulta nel caso “VEN_old” superiore al rendimento di conversione del sistema elettrico nazionale. Nei tre casi rimanenti è apprezzabile il risparmio di energia primaria consentito dalle soluzioni che adottano la pompa di calore; in particolare il risparmio percentuale più significativo si ottiene per l’edificio “VEN_new”

FABBISOGNO DI ENERGIA PRIMARIA PER LE SOLUZIONI CONSIDERATE [KWh]

Considerando l’efficienza elettrica del sistema nazionale e un potere calorifico superiore del gas na-turale PCI pari a 9,59 kWh/Sm³, è possibile calcolare i consumi di energia primaria

CONSUMI CALCOLATI PER LE SOLUZIONI CONSIDERATE

Consumi di gas ed energia elettrica di ciascuna soluzione considerata

RENDIMENTI, COP, EER DEI SISTEMI CONSIDERATI

La tabella riporta in maniera sintetica i principali parametri per la determinazione del rendimento dell’impianto e le valutazioni energetiche; l’efficienza media del parco termoelettrico italiano è pari a 0,45 (delibera EEN 3/08 dell’AEEG). Si noti in particolare come il rendimento di caldaia sia più basso per i sistemi a fancoil che per i sistemi a pavimento radiante (i valori, scelti nel caso di riscaldamento, si ipotizzano validi anche per raffrescamento estivo). Il COP della pompa di calore ad aria è fortemente influenzato dalla temperatura della sorgente, mentre per il condizionamento estivo i chiller risento-no di una penalizzazione rispetto agli split, in virtù del salto termico tra il fluido frigorigeno e il fluido termovettore, che nelle macchine ad espansione diretta è assente

33#12

TAB

ELLA

IVTA

BEL

LA V

Tabella IV - Struttura della tariffa D2 e D3. Tariffa per utenza domestica in bassa ten-sione

D2 D3

a) Componenti della tariffa base

Quota fissa €/cliente anno 16 44 Corrispettivo di potenza impegnata (1) €/kW/anno 5 14 Prezzo dell'energia (2) - I prezzi vengono applicati se-condo i seguenti scaglioni di consumo annuo:

Per la parte di consumo fino a 1800 kWh €/kWh 0.09362 0.10937 Per la parte di consumo da 1801 kWh fino a 2640 kWh €/kWh 0.13542 0.12837 Per la parte di consumo da 2641 kWh fino a 4440 kWh €/kWh 0.18017 0.16627 Per la parte di consumo oltre 4440 kWh €/kWh 0.22787 0.20667 b) Componenti A e UC e MCT (a netto della UC6) €/kW/anno (*) 0 0 per consumi annui fino a 1800 kWh €/kWh (**) 0.01278 0.0259 per consumi annui da 1801 a 2640 kWh €/kWh (**) 0.01836 0.0259 per consumi annui oltre 2640 kWh €/kWh (**) 0.0259 0.0259

Come si può apprezzare dal quadro, volendo fare un rapido calcolo, un’abitazione

con un consumo medio per i servizi di forza motrice ed illuminazione tra i 2200 e i 2700 kWh (utenze domestiche senza condizionatore o pdc), vede una tariffa di consumo pari a circa 0.13 €/kWh. Qualora tale abitazione, di ad esempio 100 m2, avesse un fabbisogno di riscaldamento di 100 kWh/(m2 anno), ciò significherebbe un consumo aggiuntivo di 3-4000 kWh elettrici, che verrebbero a costare circa 0.2 € (kWh), il 50% rispetto ai con-sumi per i servizi.

Naturalmente questo lascia intuire come, in situazioni in cui l’uso della pompa di calore elettrica potrebbe garantire dei sostanziali risparmi energetici ed economici (abi-tazioni di tipo “new”), lo stesso uso sia fortemente scoraggiato in termini economici. In-fatti con un costo del gas pari a 0.7 €/Sm3 (base dell’analisi) risulta un costo del kWh termico generato in sistemi a combustione pari a 7.3 c€/kWh, mentre il costo del kWh termico generato attraverso la pdc elettrica può variare in una forbice che va da 5.5 a 13 €/kWh, in dipendenza del COP e dell’entità dei consumi.

L’assetto tariffario illustrato è tuttora in vigore; tuttavia dalle prime settimane di maggio 2010 Enel distribuzione ha introdotto una nuova possibilità (non retroattiva) per la contabilizzazione dell’energia elettrica degli usi diversi da quelli domestici, denomi-nata “Altri usi”; si tratta di installare un secondo contatore, regolato dalla tariffa BTA3, che implica il pagamento di un secondo canone e di un secondo corrispettivo di potenza, ma il prezzo unico per l’energia è fissato in 10.25 c€/kWh (è disponibile anche l’opzione con contabilizzazione per fasce orarie F1, F2 e F3).


238


Tabella V - Struttura delle tariffe BTAx per altri usi (> 6 kW). BTA4 (6 kW < x < 10 kW) - tariffa per usi diversi in bassa tensione Per i clienti finali non dotati di misuratori atti a rilevare l' energia elettrica per ciascuna delle fasce orarie F1, F2, F3 a) Componenti della tariffa base

Quota fissa €/cliente anno

Corrispettivo di potenza impegnata €/kW/anno (1)

Prezzo unico dell'energia (2) €/kWh

oltre 6 fino a 10 kW 69 30 0.10251

Per i clienti finali dotati di misuratori atti a rilevare l' energia elettrica per ciascuna delle fasce orarie F1, F2, F3




F1 (3) €/kWh

F2 (3) €/kWh

F3 (3) €/kWh

oltre 6 fino a 10 kW 69 30 0.11206 0.09492 0.07451

BTA5 (10 kW < x < 15 kW) - tariffa per usi diversi in bassa tensione Per i clienti finali non dotati di misuratori atti a rilevare l' energia elettrica per ciascuna delle fasce orarie F1, F2, F3 a) Componenti della tariffa base


Corrispettivo di potenza impegnata €/kW/ anno (1)


oltre 10 fino a 15 kW 69 30 0.10251

Per i clienti finali dotati di misuratori atti a rilevare l'energia elettrica per ciascuna delle fasce orarie F1, F2, F3




F1 (3) €/kWh

F2 (3) €/kWh

F3 (3) €/kWh

oltre 10 fino a 15 kW 69 30 0.11206 0.09492 0.07451

BTA6 (> 16.5 kW) - tariffa per usi diversi in bassa tensione Per i clienti finali non dotati di misuratori atti a rilevare l'energia elettrica per ciascuna delle fasce ora-rie F1, F2, F3 a) Componenti della tariffa base


Corrispettivo di potenza impegnata €/kW/ anno (1)


oltre 16,5 kW 69 29 0.10245

Per i clienti finali dotati di misuratori atti a rilevare l'energia elettrica per ciascuna delle fasce orarie F1, F2, F3



Corrispettivo di potenza impegnata €//kW/ anno (1)

F1 (3) €//kWh

F2 (3) €//kWh

F3 (3) €//kWh

oltre 16,5 kW 69 29 0.1151 0.09609 0.07496


239


l’edificio “old” si assume di trattare un impian-to di climatizzazione a fancoil, alimentato alla temperatura di 50°C nelle condizioni nominali, mentre per l’edificio “new” si assume di trattare un impianto di riscaldamento a pavimento con produzione di acqua a 35°C e un impianto di raffrescamento misto a pavimento radiante e deumidificatori a fancoil, il tutto alimentato ad acqua refrigerata a 7°C. Quindi si possono deli-neare le diverse soluzioni che saranno oggetto di valutazione energetica ed economica.

Per il caso del solo riscaldamento ambientale:• Pompa di calore ad aria;• Caldaia a condensazione.

Per il raffrescamento:• Chiller ad aria;• Sistema split ad espansione diretta.

Per la climatizzazione annuale si giunge quindi a quattro combinazioni:• Caldaia e split;• Caldaia e chiller ad aria;• Pompa di calore ad aria e split;• Pompa di calore ad aria invertibile.

In tutti i casi in cui la pompa di calore vie-ne utilizzata per il riscaldamento ambientale, si suppone che essa sia dimensionata per il carico massimo in condizioni di progetto, evitando di considerare generatori di calore a combustio-ne e/o resistenze elettriche ad integrazione.

Gli aspetti tariffari e l’analisi economica

Come anticipato, gli aspetti tariffari, prin-cipalmente quelli relativi all’energia elettrica, rivestono un ruolo fondamentale nella valu-tazione economica delle alternative qui pre-sentate. Si ritiene opportuno prendere in esame il sistema tariffario dell’energia elettri-ca, poiché i recenti sviluppi di questo hanno

con base mensile, nel prUNI/TS 11300-4, si evidenziano i seguenti punti chiave: ven-gono utilizzati i valori di COPstandard for-niti dai costruttori nelle condizioni di test, secondo la EN 14511; tali valori vengono corretti in funzione della temperatura del-la sorgente e del pozzo quando essi dif-feriscono dai valori di test; si utilizzano i bin della temperatura della sorgente aria (determinati nel nostro caso a partire dai TRY (AA.VV., 1985). Con il metodo descrit-to nella norma è possibile calcolare per i casi oggetto di questa analisi, le prestazio-ni stagionali del sistema a pompa di ca-lore o sistema ad espansione diretta, te-nendo conto del funzionamento a carico parziale.

È necessario tuttavia, nel momento in cui si vogliano confrontare caldaie e pom-pe di calore ad aria, specificare le condi-zioni al contorno per i diversi casi. Per

STRUTTURA DELLE TARIFFE BTAX PER ALTRI USI [> 6 Kw]

STRUTTURA DELLA TARIFFA D2 E D3

34 #12

TAB

ELLA

VI

TAB

ELLA

VII

Questa soluzione consente di riportare il prezzo “medio” del kWh per altri usi mol-to vicino al valore previsto per gli usi domestici, garantendo nuovi spazi per una valuta-zione economica positiva dell’installazione delle pompe di calore.

Tabella VI - Costi di esercizio delle soluzioni esaminate.

VEN new

VEN old

TRI new

TRI old

Riscaldamento Caldaia 4,160.59 6,705.56 1,777.41 3,273.64 Pdc aria 3,516.00 5,960.40 1,530.00 2,814.00 Raffrescamento - - - - Split 1,296.00 1,353.60 1,699.20 1,776.00 Chiller aria 1,190.40 1,233.60 1,405.20 1,453.20 Ciclo annuale Caldaia + split 5,456.59 8,059.16 3,476.61 5,049.64 Caldaia + chiller 5,350.99 7,939.16 3,182.61 4,726.84 Pdc aria + split 3,846.00 6,325.20 2,025.60 3,414.00 Pdc aria invertibile 3,938.40 6,426.00 2,131.20 3,507.60

Per quanto riguarda invece i casi in esame, la struttura contrattuale tipica del con-

dominio prevede una contabilizzazione dell’energia elettrica per usi domestici individua-le per ogni singolo appartamento, e l’installazione di un contatore per usi diversi da quel-li domestici (“Altri usi”) dedicato alle utenze comuni, p.es. illuminazione scale, citofono, ascensore, eventuali pompe di sollevamento nelle autorimesse interrate etc.

Come si può leggere facilmente nella tabella VI, il costo dell’energia elettrica è sensibilmente più contenuto di quello prospettato dalla tariffa D3 per i consumi oltre i 4400 kWh, e allineato con quello della tariffa BTA3.

Sulla scorta di questo prospetto tariffario è possibile calcolare in maniera precisa il costo di esercizio delle soluzioni che prevedono l’impiego di macchine elettrica.

Come era lecito attendersi la valutazione dei costi di esercizio depone a favore del-la pompa di calore elettrica, almeno per quanto riguarda il servizio di riscaldamento.

Il grafico di Figura 4 illustra a livello visivo il confronto basato sui costi di eserci-zio. Se nella maggior parte dei casi l’andamento delle diverse soluzioni a confronto per lo stesso edificio ricalca l’andamento del fabbisogno di energia primaria, nel caso “VEN_old” l’attuale struttura delle tariffe di energia elettrica e gas tende a privilegiare le soluzioni a maggior consumo di energia primaria (cfr Figura 3).

Passando a considerare i costi di installazione è stata stilata la tabella VII che ripor-ta i costi specifici delle alternative: per i casi “new” è stato considerato anche il costo di opere di adattamento della centrale termica, per i casi “old” è stato considerato che l’installazione degli split risulta essere più dispendiosa. Considerando un tasso di attua-


240


lizzazione del 3% e una vita utile dell’impianto di 10 anni (in favore di sicurezza), è sta-to possibile determinare il VAN delle diverse soluzione, rappresentato in Figura 5.

Tabella VII - Costi di installazione delle soluzioni considerate. VEN

new VEN old

TRI new

TRI old

Riscaldamento Caldaia 6,500 5,500 6,000 4,500 Pdc aria 12,000 16,500 11,000 15,500 Raffrescamento Split 6,500 8,000 6,500 10,000 Chiller aria 10,500 13,500 11,500 14,500 Ciclo annuale Caldaia + split 13,000 13,500 12,500 14,500 Caldaia + chiller 17,000 19,000 17,500 19,000 Pdc aria + split 18,500 24,500 17,500 25,500 Pdc aria invertibile 14,000 14,000 14,000 14,000

Figura 4 - Costi di esercizio delle soluzioni considerate.


241


lizzazione del 3% e una vita utile dell’impianto di 10 anni (in favore di sicurezza), è sta-to possibile determinare il VAN delle diverse soluzione, rappresentato in Figura 5.

Tabella VII - Costi di installazione delle soluzioni considerate. VEN

new VEN old

TRI new

TRI old

Riscaldamento Caldaia 6,500 5,500 6,000 4,500 Pdc aria 12,000 16,500 11,000 15,500 Raffrescamento Split 6,500 8,000 6,500 10,000 Chiller aria 10,500 13,500 11,500 14,500 Ciclo annuale Caldaia + split 13,000 13,500 12,500 14,500 Caldaia + chiller 17,000 19,000 17,500 19,000 Pdc aria + split 18,500 24,500 17,500 25,500 Pdc aria invertibile 14,000 14,000 14,000 14,000

Figura 4 - Costi di esercizio delle soluzioni considerate.


241


CONCLUSIONI

L’applicazione delle pompe di calore per il riscaldamento centralizzato, sia in retrofit quando l’impianto lo consente, sia in edifici nuovi, è una soluzione molto pro-mettente dal punto di vista economico e quasi sempre anche dal punto di vista energeti-co. Una volta calcolati con precisione i COP stagionali attesi e la struttura tariffaria ap-plicabile, sarà necessario approfondire con attenzione gli aspetti impiantistici per garan-tire una soluzione soddisfacente dal punto di vista funzionale. BIBLIOGRAFIA AA.VV., 1997, TRNSYS: A Transient System Simulation Program. Solar Energy.

Madison. AA.VV., 1985, TEST REFERENCE YEAR TRY, Data Sets for Computer Simulations

of Solar Energy Systems and Energy Consumption in Buildings. Commission of the European Communities, Directorate General XII for Science, Research and Development.

EN 15316-4-2: 2008, Heating systems in buildings – Methods for calculation of system energy requirements and system efficiencies – Part 4-2: Space heating generation systems, heat pump systems.

Figura 5 - VAN delle soluzioni considerate.


242


condizionato in maniera non positiva l’atteggia-mento dei privati nei confronti dell’ipotesi di riscal-damento alimentato a pompa di calore. Un clien-te privato che richieda un contratto di fornitura di energia elettrica con una potenza installata superio-re ai 3 kW (tipicamente necessario quando si instal-la uno split-system piuttosto che una pdc elettrica) doveva passare da una tariffa D2 (< 3 kW) ad una ta-riffa D3 (< 3 kW). Le due proposte tariffarie sono indi-cate nella Tabella IV (tariffe aggiornate al 2011).

Come si può apprezzare dal quadro, volendo fare un rapido calcolo, un’abitazione con un consumo medio per i servizi di forza motrice ed illuminazio-ne tra i 2200 e i 2700 kWh (utenze domestiche senza condizionatore o pdc), vede una tariffa di consumo pari a circa 0,13 €/kWh. Qualora tale abitazione, di ad esempio 100 m², avesse un fabbisogno di riscal-damento di 100 kWh/(m² anno), ciò significherebbe un consumo aggiuntivo di 3-4000 kWh elettrici, che verrebbero a costare circa 0,2 € (kWh), il 50% rispetto ai consumi per i servizi. Naturalmente questo lascia intuire come, in situazioni in cui l’uso della pompa di calore elettrica potrebbe garantire dei sostanziali risparmi energetici ed economici (abitazioni di tipo “new”), lo stesso uso sia fortemente scoraggiato in termini economici. Infatti con un costo del gas pari

Figura 5 – VAN DELLE SOLUZIONI CONSIDERATE

COSTI DI INSTALLAZIONE DELLE SOLUZIONI CONSIDERATE

Figura 4 – COSTI DI ESERCIZIO DELLE SOLUZIONI CONSIDERATE. Il grafico illustra a livello visivo il confronto basato sui costi di esercizio. Se nella maggior parte dei casi l’andamento delle diverse soluzioni a confronto per lo stesso edificio ricalca l’andamento del fabbisogno di energia primaria, nel caso “VEN_old” l’attuale struttura delle tariffe di energia elettrica e gas tende a privilegiare le soluzioni a maggior consumo di energia primaria (cfr Figura 3)

COSTI DI ESERCIZIO DELLE SOLUZIONI ESAMINATE

POMPA DI CALORE inverter aria/acqua reversibile

35#12

a 0,7 €/Sm³ (base dell’analisi) risul-ta un costo del kWh termico gene-rato in sistemi a combustione pari a 7,3 c€/kWh, mentre il costo del kWh termico generato attraverso la pdc elettrica può variare in una forbice che va da 5,5 a 13 €/kWh, in dipendenza del COP e dell’enti-tà dei consumi.

L’assetto tariffario illustrato è tuttora in vigore. Tuttavia, dalle prime settimane di maggio 2010, Enel distribuzione ha introdot-to una nuova possibilità (non re-troattiva) per la contabilizzazio-ne dell’energia elettrica degli usi diversi da quelli domestici, deno-minata “Altri usi”; si tratta di instal-lare un secondo contatore, regola-to dalla tariffa BTA3, che implica il pagamento di un secondo cano-ne e di un secondo corrispetti-vo di potenza, ma il prezzo unico per l’energia è fissato in 10,25 c€/kWh (è disponibile anche l’opzio-ne con contabilizzazione per fasce orarie F1, F2 e F3). Questa soluzio-ne consente di riportare il prezzo “medio” del kWh per altri usi molto vicino al valore previsto per gli usi

bibliogrAFiA• AA.VV., 1997, TRNSYS: A Transient System Simulation

Program. Solar Energy. Madison.• AA.VV., 1985, TEST REFERENCE YEAR TRY, Data Sets

for Computer Simulations of Solar Energy Systems and Energy Consumption in Buildings. Commission of the European Communities, Directorate General XII for Science, Research and Development.

• EN 15316-4-2: 2008, Heating systems in buildings – Methods for calculation of system energy requi-rements and system efficiencies – Part 4-2: Space heating generation systems, heat pump systems

quando l’impianto lo consente, sia in edifici nuo-vi, è una soluzione molto promettente dal pun-to di vista economico e quasi sempre anche dal punto di vista energetico. Una volta cal-colati con precisione i COP stagionali attesi e la struttura tariffaria applicabile, sarà necessa-rio approfondire con attenzione gli aspetti im-piantistici per garantire una soluzione soddi-sfacente dal punto di vista funzionale. n

* Filippo Busato e Renato Lazzarin,� Dipartimento di Tecnica e Gestione dei Sistemi Industriali – DTG Università di Padova

domestici, garantendo nuovi spazi per una va-lutazione economica positiva dell’installazione delle pompe di calore.

Casi esaminatiPer quanto riguarda invece i casi in esame,

la struttura contrattuale tipica del condominio prevede una contabilizzazione dell’energia elet-trica per usi domestici individuale per ogni sin-golo appartamento, e l’installazione di un conta-tore per usi diversi da quelli domestici (“Altri usi”) dedicato alle utenze comuni, p.es. illuminazio-ne scale, citofono, ascensore, eventuali pompe di sollevamento nelle autorimesse interrate etc. Come si può leggere facilmente nella tabella VI, il costo dell’energia elettrica è sensibilmente più contenuto di quello prospettato dalla tariffa D3 per i consumi oltre i 4400 kWh, e allineato con quello della tariffa BTA3. Sulla scorta di questo prospetto tariffario è possibile calcolare in ma-niera precisa il costo di esercizio delle soluzioni che prevedono l’impiego di macchine elettri-che. Come era lecito attendersi la valutazione dei costi di esercizio depone a favore della pom-pa di calore elettrica, almeno per quanto riguar-da il servizio di riscaldamento

ConclusioniL’applicazione delle pompe di calore per

il riscaldamento centralizzato, sia in retrofit

VITOCAL 300, pompa di calore aria-acqua Credit: Viessmann

#1236

utilizzabili nella ristrutturazione energetica degli edifici, bisogna ricordarsi che già da giugno di quest’anno entreranno in vigore i limiti previsti dal DLgs 28 del 3 mar-zo 2011 che prevede delle quote di produzione tramite energia pro-veniente da fonte rinnovabile.

Gli unici generatori in grado di rispettare i dettami del DLgs sono le pompe di calore elettriche a compressione, le pompe di calore alimentate a gas, sia a compressio-ne che ad assorbimento, e le cal-daie a biomassa.

Le caldaie a condensazione non sono in grado di produrre energia da fonte energetica rin-novabile, anche se il loro utilizzo è

così non può essere per i tanti caseggiati resi-denziali: è impensabile solamente immaginare che gli inquilini si trasferiscano per tutto il pe-riodo del restauro altrove e si riapproprino del-la propria casa solamente a lavori ultimati. Lo è sia per problemi economici che organizzativi: si pensi solo ai disagi derivanti dal trasferimento di intere famiglie in altri quartieri della città.

Pertanto, in futuro sempre di più bisognerà pensare di intervenire su impianti che manten-gano inalterata nella sostanza la loro conforma-zione: se l’impianto nasce a radiatori, a radiatori probabilmente dovrà restare, e i generatori di ca-lore dovranno adattarsi a questo panorama.

Le pompe di calore nella ristrutturazione energetica degli edifici

Nel considerare i generatori di calore

La riqualificazione energetica degli edifici esi-stenti richiede azioni sia sulla parte archi-tettonica, sia su quella impiantistica. Se si

interviene in edifici vuoti, nei quali spesso la de-stinazione d’uso è cambiata, i vincoli sono sem-pre superiori a quelli di un edificio nuovo, so-prattutto se si tratta di costruzioni di una certa importanza storica, con presenze architettoni-che di pregio. Tuttavia, una buona progettazio-ne integrata riesce a superare quasi tutti gli osta-coli e a raggiungere abbastanza agevolmente gli obiettivi prefissati.

Il patrimonio edilizio italiano, però, è fatto in maggior parte da edifici particolarmente energi-vori che difficilmente potranno essere svuotati per procedere ad una ristrutturazione comple-ta. Infatti, se la riqualificazione nel settore del ter-ziario o nel commerciale può avvenire liberando provvisoriamente l’edificio dai propri occupanti,

In vista della necessità di intervenire, in caso di riqualificazione energetica, in impianti che mantengano inalterata la loro conformazione, alcune soluzioni sono rintracciabili nelle pompe di calore idroniche ad alta temperatura, in quelle a CO2 o nei sistemi VRF misti

di Claudia Calabrese*

Pompe di caloree impianti a radiatori

Sistemi di generazione

#12 37

Heat pumps utilization in energy upgrading of radiator systemsThe Energy requalification of existing buildings requires actions both on the architectural part andon th plant de-sign. If requalification is taken on empty buildings, the constraints are always higher than those of a new building, especially when it comes to construction of some historical significance, with the presence of architectural merit. However, a good integrated design can overcome almost all obstacle.The Italian housing property, however, is made mostly from very energy-intensive buildings that are unlikely to be emptied to carry out a complete renovation. In fact, if the redevelopment in the service or business sector can be temporarily made by freeing the building from its occupants, it may not be made for the many residential blocks: it is unthinkable to imagine that tenants are obliged to move during the period of requalification.Therefore, we have to think, in the future of intervening in systems that maintain their shape unchanged: if the plant is born on radiators, it will probably remain on radiators, so heat generators will have to adapt. Heat pumps utilization in energy upgrading of radiator systemsThe Energy requalification of existing buildings requires actions both on the architectural part andon th plant de-sign. If requalification is taken on empty buildings, the constraints are always higher than those of a new building, especially when it comes to construction of some historical significance, with the presence of architectural merit. However, a good integrated design can overcome almost all obstacle.The Italian housing property, however, is made mostly from very energy-intensive buildings that are unlikely to be emptied to carry out a complete renovation. In fact, if the redevelopment in the service or business sector can be temporarily made by freeing the building from its occupants, it may not be made for the many residential blocks: it is unthinkable to imagine that tenants are obliged to move during the period of requalification.Therefore, we have to think, in the future of intervening in systems that maintain their shape unchanged: if the plant is born on radiators, it will probably remain on radiators, so heat generators will have to adapt.Keywords: radiators, energy requalification, heat pumps

intervento di riqualificazione, la temperatura di ingresso dei radiatori scende a 50°C al di sopra dei 4°C, e a 45°C al di sopra di 8°C. Ovviamente, se l’intervento sull’involucro è molto spinto (50% di riduzione del fabbisogno), le temperature di ingresso si abbassano ulteriormente.

Di conseguenza, nella riqualificazione ener-getica dei vecchi edifici è possibile utilizzare pompe di calore ad alta o media temperatu-ra, perché la temperatura di 60°C viene supera-ta solo nelle ore più fredde dell’anno. Tanto per dare dei numeri, a Milano solamente per il 35% del periodo di riscaldamento la temperatura dell’aria esterna è inferiore a 4°C, valore che scen-de al 30% a Bologna, al 13% a Firenze e addirittu-ra al 6% a Roma.

Sistemi idronici ad espansione diretta e sistemi misti

Una delle principali problematiche nella ri-strutturazione degli edifici è quella di ricavare degli spazi necessari alla sostituzione – riquali-ficazione dell’impianto, possibilmente riducen-do al massimo gli interventi sulla parte archi-tettonica. Un’esigenza tanto più importante se si interviene in edifici abitati, come nel caso del residenziale.

Uno dei vantaggi dei sistemi VRF ad espan-sione diretta a portata di refrigerante variabile è la riduzione dei diametri delle tubazioni dai ge-neratori ai terminali, cosa particolarmente van-taggiosa nel caso in cui si debbano creare delle nuove dorsali di collegamento. Tuttavia, i siste-mi VRF tradizionali non sono proponibili nella ri-strutturazione parziale degli impianti negli edifi-ci residenziali, perché la quasi totalità dei vecchi impianti di riscaldamento ha dei terminali di tipo idronico. Un sistema VRF potrebbe essere scelto

approfondimento, in questa sede si vuole solo indicare, in via approssimata, quale debba esse-re la temperatura dell’acqua in ingresso in un ra-diatore (Figura 1) dimensionato alle condizioni di progetto con temperatura dell’acqua 70°C in in-gresso e 60°C in uscita, nel caso la potenza termi-ca rimanga invariata, perché non vengono fat-ti interventi sull’involucro, oppure sia ridotta del 25% o del 50% grazie all’aumento di isolamen-to termico e all’eventuale utilizzo di ventilazione meccanica controllata con recupero di calore.

L’osservazione della Figura 1 è molto interes-sante, perché dimostra come una temperatura elevata, superiore ai 60°C, serve solamente quan-do la temperatura esterna è molto bassa, ovve-ro minore di 1,5°C, nel caso in cui non venga fat-to nessun intervento sull’involucro, o minore di -4,5°C, se la riduzione del fabbisogno è solamen-te del 25% rispetto a quella iniziale (isolamento a cappotto esterno non particolarmente spin-to). In questa ipotesi, la più probabile nel caso di

consigliato in supporto o sostitu-zione alla pompa di calore, nei pe-riodi in cui il COP di questa diven-tasse troppo basso per garantire prestazioni energetiche accetta-bili, in termini di consumi di ener-gia primaria. Ragionano in questo modo sia la UNI 11300 parte 4 che la posizione di AICARR sul DLgs 28/11, che addirittura prevede una penalizzazione tutte le volte che un sistema di generazione del ca-lore abbia un consumo di energia primaria superiore a quello di una caldaia a condensazione.

Sottolineando che il lavoro prende in considerazione solo le pompe di calore elettriche a com-pressione e la loro eventuale in-tegrazione con le caldaie a con-densazione a metano, la prima cosa che ci si deve chiedere è se le temperature richieste da un vec-chio impianto a radiatori siano o meno compatibili con le tempera-ture di produzione di una pompa di calore.

Esigenze degli impianti a radiatori

Partendo dal presupposto che l’evoluzione dei terminali d’im-pianto è oggetto di un altro arti-colo pubblicato in questo nume-ro della rivista, cui si rimanda per

POMPA DI CALORE ARIA-ACQUA con modulo idronico e serbatoio di accumulo integrato CREDIT: Viessmann

Figura 1 – TEMPERATURA IN INGRESSO ai radiatori in funzione della temperatura esterna

38 #12

solo in sostituzione al precedente, non come integrazione.

Comunque, anche nel caso di terminali

idronici, come i vecchi radiatori, la sostituzione delle dorsali di collegamento può rendersi ne-cessaria, quando le tubazioni esistenti:

•sono in pessimo stato di conservazione

•sono in buono stato, ma dimen-sionate per salti termici maggiori rispetto a quelli richiesti dai nuo-vi terminali scelti per l’intervento

•non ci sono proprio, come può essere il caso di impianti autono-mi che debbano essere converti-ti in impianti centralizzati

In tutti questi casi un’ottima so-luzione è quella di adottare dei si-stemi VRF “misti” che nascono per superare i limiti dei sistemi VRF tra-dizionali perché abbinano alla di-stribuzione ad espansione diretta caratterizzata dai tipici terminali ad aria, dei produttori di acqua cal-da e refrigerata (si veda il Box1). La produzione di acqua calda può av-venire sia ad alta temperatura, in-torno ai 70°C, sia a media tempe-ratura. In questo modo è possibile utilizzare i sistemi VRF “misti” an-che con gli impianti a radiatori.

produzione di acqua calda ad alta temperatura nei sistemi Vrf mistiNei sistemi VRF misti è possibile produrre in inverno sia acqua calda a media tem-peratura, sia acqua calda ad alta temperatura.La produzione di acqua calda a media temperatura in inverno e refrigerata in estate avviene mediante scambiatori refrigerante-acqua posti in parallelo alle unità interne ad aria, così come mostrato in Figura 1.I moduli idronici potrebbero esistere da soli, senza che siano presenti le unità in-terne ad aria. Questa configurazione potrebbe essere interessante nel recupero energetico di impianti esistenti di tipo idronico, dove si volesse solamente sosti-tuire i generatori.Per produrre in modo efficiente acqua calda ad alta temperatura, si utilizzano si-stemi VRF a doppio stadio “separato”, come mostrato in Figura 2. La soluzione va bene sia per la produzione di acqua calda sanitaria, sia per la produzione di acqua ad alta temperatura da fornire ai radiatori.Il primo stadio è formato da un circuito VRF a recupero di calore, funzionante a R410A e dedicato alla climatizzazione degli ambienti. Su questo primo stadio si innesta il secondo stadio, ovvero il modulo di produzione dell’acqua calda ad alta temperatura, formato da una pompa di calore con refrigerante R134a il cui con-densatore è uno scambiatore refrigerante – acqua, come quello di una pompa di calore per impianti idronici, mentre l’evaporatore è uno scambiatore refrigerante

R134a – refrigerante R410A. Quindi, l’evaporatore del secondo stadio è anche uno dei condensatori del primo stadio.L’utilizzo del refrigerante R134a permette di produrre acqua calda ad alta tem-peratura (70°C) sia per la produzione di acqua calda sanitaria sia per alimentare eventuali radiatori.Rispetto ai circuiti frigoriferi delle pompe di calore idroniche a doppio stadio, che permettono di produrre acqua calda ad alta temperatura e che lavorano sempre con i due circuiti frigoriferi in serie, per cui il livello termico raggiunto è uno solo, i sistemi VRF a doppio stadio “separato” producono acqua calda ad alta tempe-ratura in autonomia rispetto al resto dell’impianto. In questo modo la produzio-ne di energia termica per i terminali di climatizzazione avviene a temperatura di condensazione bassa, in quanto inseriti nel primo stadio, mentre l’aumento del livello termico si ha solo quanto serve e solo laddove serve grazie al secondo sta-dio formato dal modulo di produzione dell’acqua calda. L’efficienza è, quindi, tan-to più alta quanto maggiore è l’energia richiesta dai terminali di climatizzazione rispetto a quella prodotta ad alta temperaturaDi fatto, si effettua un recupero di calore creando un circuito in serie: si sfrutta l’alta temperatura del calore condensazione del primo stadio, altrimenti dissipato nell’aria esterna, per far evaporare a temperatura elevata la pompa di calore a R134a dedicata.

Figura 2 – PRODUZIONE DI ACQUA CALDA CON SISTEMA VRF con a recupero di calore (a 2 tubi) a doppio stadio separato

Figura 1 – PRODUZIONE DI ACQUA CALDA A MEDIA TEMPERATURA

MODULO IDRONICO AD ALTA TEMPERATURA

BOX 1

39#12

pompe di calore idronicHe ad alta temperatura: stato dell’arteNel caso di pompe di calore idroniche i circuiti frigoriferi utilizzati per raggiunge-re temperature di produzione elevate sono:Circuiti frigoriferi con economizzatore

Il ciclo frigorifero con economizzatore non è certo una novità assoluta, in quanto si usa da decenni nei gruppi frigoriferi di grossa taglia, dotati di compressori a vite o centrifughi. È invece una soluzione recente nel caso delle piccole pompe di ca-lore, grazie all’introduzione sul mercato da parte di uno dei maggiori costruttori mondiali di compressori scroll di un modello dotato di una porta per l’iniezione di vapore. La Figura 1 mostra come lavora un ciclo frigorifero con economizzatore.All’uscita del condensatore (punto 5) una parte del liquido viene spillata e subisce una prima laminazione attraverso una valvola termostatica, raffreddandosi (punto 6) fino alla temperatura di cambio di fase corrispondente alla pressione di uscita dal primo stadio di compressione. Quindi entra nell’economizzatore (uno scambiatore di calore), dove evapora e sottrae calore alla restante parte del liquido proveniente dal conden-satore (punto 5), sottoraffreddandolo fino al punto 7. Il calore sottratto dal liquido pro-veniente dal condensatore fa sì che il refrigerante evapori in parte prima di entrare nel secondo stadio di compressione alle condizioni del punto 3 (i compressori vite e scroll hanno una seconda luce di aspirazione in corrispondenza circa di metà compressione). Durante l’iniezione il liquido rimanente vaporizza, sottraendo calore al vapore in usci-ta dal primo stadio di compressione (punto 2) che si raffredda fino al punto 3.In termini di efficienza l’uso dell’economizzatore permette un miglioramento del COP tanto maggiore quanto maggiore è il rapporto di compressione (rapporto tra pressione di condensazione e pressione di evaporazione). È il caso tipico delle pompe di calore che debbano produrre acqua calda ad alta temperatura che con-densano ad una pressione molto elevata, corrispondente ad una temperatura su-periore di quella di produzione dell’acqua tra 3°C e 5°C.Con refrigerante R410A la temperatura massima in uscita da pompe di calore con economizzatore è limitata a 60-65°C, qualche grado in più se si utilizza R134a.Circuiti a doppio stadio in serieSe si vuole produrre acqua calda a una temperatura intorno ai 70°C con pompa di calo-re a compressione, bisogna utilizzare due circuiti frigoriferi (stadi) in serie tra di loro: il condensatore del primo stadio corrisponde all’evaporatore del secondo (Figura 2). I refrigeranti possono essere diversi nei due stadi: generalmente si usa l’R410A per lo stadio deputato alla climatizzazione e l’R134a lo stadio che lavora per produrre acqua ad alta temperatura. Qualche costruttore utilizza R404A per il circuito a bassa tempe-ratura, nel caso di pompe di calore che usino l’aria come sorgente termica.La Figura 2 mostra un sistema in serie e il suo comportamento su un diagramma Pressione – Entalpia, nel caso il fluido refrigerante sia lo stesso per i due circuiti.

La soluzione ha il limite di funzionare su un solo livello termico: tutta l’ener-gia deve essere prodotta ad alta temperatura, quindi con una bassa efficienza energetica.

Circuito con desurriscaldatoreSe la potenza richiesta per la produzione di acqua calda ad alta temperatura è contemporanea a quella a media temperatura e ne rappresenta una piccola fra-zione, la soluzione più semplice è quella di utilizzare un circuito frigorifero con desurriscaldatore. Infatti, con una pompa di calore tradizionale è possibile pro-durre acqua a due livelli termici differenti: uno a media temperatura (45°C in usci-ta, 40°C in ingresso) e uno ad alta temperatura (70°C in uscita, 60°C in ingresso).Il limite di una simile soluzione è che solo il 25% della potenza termica ceduta può essere utilizzata per i terminali ad alta temperatura, e che questa non può essere prodotta in modo autonomo, bensì in simultanea con la potenza richiesta a livello termico inferiore. Infatti, la potenza ad alta temperatura deriva da una parte del desurriscaldamento. Il refrigerante R410A esce ad alta temperatura, superiore a 100°C, e può essere raffreddato nel desurriscaldatore fino a 65°C per produrre ac-qua ad elevata temperatura. La rimanente quota di desurriscaldamento, tutta la condensazione e la quota di sottoraffreddameno (da 50°C a 45°C) sono a disposi-zione per la produzione di acqua a media temperatura.

Figura 3 – POMPA DI CALORE TRADIZIONALE CON DESURRISCALDATORE, funzionante a due diversi livelli termici

Figura 2 – CICLI FRIGORIFERI IN SERIE

Figura 1 – CICLO FRIGORIFERO CON ECONOMIZZATORE

BOX 2

40 #12

Alcuni casi praticiNella riqualificazione energetica dei vecchi

impianti, la pompa di calore può essere general-mente utilizzata come generatore a servizio di:•solo impianto di riscaldamento• impianto di riscaldamento e acqua calda

sanitaria• impianto di riscaldamento a due livelli termi-

ci differenti (con o senza acqua calda sanitaria)Nei tre casi i sistemi VRF misti ed i sistemi idro-

nici trovano applicazioni diverse.

PdC utilizzata solo come generatore per l’impianto di riscaldamento

È il caso più semplice. La discriminante è solo il livello termico richiesto: se i terminali possono sempre funzionare a meno di 60°C si può instal-lare una pompa di calore idronica a singolo sta-dio (si veda il Box 2) o un sistema VRF misto con modulo termico a media temperatura, altrimen-ti bisogna optare per le soluzioni doppio stadio (modulo termico ad alta temperatura nei siste-mi VRF misti). Entrambi i sistemi, idronico e VRF misto, possono essere integrati da una caldaia e

un impianto a radiatori dei condi-zionatori split a due sezioni, con il vantaggio di eliminare tutte le sin-gole unità esterne, sostituite dalle unità esterne centralizzate. Infatti, come tutti i sistemi VRF, anche quelli misti possono contabilizza-re l’energia erogata per i differen-ti servizi.

PdC utilizzata come generatore per l’impianto di riscaldamento e per l’acqua calda sanitaria

La situazione è più comples-sa se la pompa di calore viene utilizzata anche come genera-tore dell’acqua calda sanitaria. Innanzitutto bisogna decidere il li-vello termico di produzione: se si vuole evitare qualunque proble-ma di formazione della legionella, bisogna sempre garantire una pro-duzione dell’acqua sanitaria supe-riore a 60°C, il che significa che la pompa di calore deve produrre acqua a temperatura superiore ai 65°C, considerando la presenza di un inevitabile scambiatore tra ac-qua in uscita dalla pompa di calore e acqua sanitaria. A questo punto bisogna optare per una pompa di calore a doppio stadio, capace di raggiungere questi livelli termici.

Per l’impianto idronico, la solu-zione più semplice dal punto di vi-sta idraulico, che riguarda l’aggiun-ta di produzione di acqua sanitaria sulla stessa linea di mandata dal generatore, è mostrata in Figura 3.

Il collegamento rappresenta-to in figura sembra essere sempli-ce, ma nasconde un problema di stampo energetico: la temperatu-ra di produzione della pompa di calore deve sempre essere uguale a quella della produzione d’acqua calda, anche quando la tempratu-ra richiesta dai radiatori scende al di sotto dei 60°C, perché non c’è separazione tra i due circuiti.

Una possibile soluzione al pro-blema è mostrata in Figura 4:

Si tratta di aggiungere una val-vola a tre vie d’inversione che col-lega alternativamente la pompa di calore con il circuito radiatori e con il circuito produzione acqua calda sanitaria. Anche se la solu-zione non sembra complessa, ri-chiede una serie di accorgimenti. Innanzitutto il tratto di tubazione

possono variare la temperatura di produzione dell’acqua calda in funzione della temperatura dell’aria esterna.

Il sistema VRF misto permette inoltre di col-legare alle unità esterne centralizzate delle uni-tà ad aria per la climatizzazione estiva e di even-tuale integrazione in inverno. Dall’unità esterna partono le linee principali di refrigerante, carat-terizzate da diametri molto ridotti rispetto alle li-nee dei sistemi idronici che funzionano a salto termico tradizionale. Le linee raggiungono una serie di distributori (denominati BC) da cui si di-ramano altre linee di refrigerante: nella Figura 2, un distributore collega il modulo termico ad alta o media temperatura ai radiatori, mentre le al-tre linee frigorifere alimentano i terminali ad aria utilizzati per la climatizzazione estiva e per un’e-ventuale integrazione invernale. Già così si capi-sce la validità del sistema nella ristrutturazione degli edifici esistenti: le dorsali principali di distri-buzione sono sostituite da tubazioni di diametro ridotto e si può integrare l’impianto esistente di solo riscaldamento con dei terminali ad espan-sione diretta. In pratica è come aggiungere ad

Figura 2 – COLLEGAMENTI IDRAULICI E FRIGORIFERI per un impianto di riscaldamento con un unico livello termico (senza considerare la presenza di eventuali accumuli e/o dei separatori idraulici tra circuito primario e secondario)

VRF MISTO

IDRONICO

41#12

dai generatori alla valvola deve essere ridotto, altrimenti l’iner-zia del sistema diventa elevata. Inoltre la pompa di calore deve avere una regolazione sofisticata, perché il set-point deve variare in

temperatura da solo potrebbe bastare, perché è in grado di soddisfare le esigenze dei radia-tori. Tuttavia, se si vuole ottimizzare l’efficienza energetica, conviene inserire anche un modulo a media temperatura. Il fabbisogno dei radiatori di acqua ad alta temperatura è necessario sola-mente per pochi giorni all’anno, durante le ore più fredde, mentre in tutte le altre condizioni il radiatore può essere alimentato a temperatura inferiore.

Pertanto il collegamento ai due moduli ter-mici può essere effettuato con due valvole a tre vie automatizzate: i radiatori lavorano connessi al modulo idronico ad alta temperatura fintan-toché la temperatura dell’aria esterna è inferio-re a 4°C, a quello a media temperatura negli altri casi. In questo modo il modulo idronico ad alta temperatura funziona a servizio dei radiatori so-lamente per brevi periodi dell’anno, mentre in tutti gli altri lavora solo per produrre acqua cal-da sanitaria.

Impianto di riscaldamento a due livelli termici differenti (con o senza acqua calda sanitaria)

È il caso tipico di un albergo dove convivo-no fan-coil e radiatori nei bagni e dove proba-bilmente la produzione aviene con gruppo fri-gorifero in estate e con caldaia in inverno. Per un impianto idronico la soluzione più semplice è quella di utilizzare un circuito frigorifero con desurriscaldatore, pur tenendo presente i limi-ti descritti nel Box 2. In un tale sistema tutte le utenze ad alta temperatura sono collegate al de-surriscaldatore, mentre i fan coil sono collegati al condensatore, che diventa evaporatore nel fun-zionamento estivo (vedi Figura 6).

Più semplice è il caso dei sistemi VRF misti: l’impianto a radiatori è collegato al modulo idrau-lico di alta temperatura, che produce acqua cal-da durante tutto l’anno, mentre quello a fan coil è collegato al modulo idraulico di bassa tempe-ratura, che produce acqua calda a 45°C in inver-no e acqua refrigerata in estate, stagione in cui il sistema lavora a recupero totale. In questo modo

continuazione: quando è richiesta l’acqua calda sanitaria, deve essere impostato a 65-70°C, men-tre quando si collega all’impianto deve essere re-golato da una curva climatica.

Più semplice la soluzione col sistema VRF misto, mostrata in Figura 5. Il modulo ad alta

Figura 5 – IMPIANTO VRF MISTO a servizio di un impianto a radiatori e produzione di acqua calda sanitaria

Figura 4 – SOLUZIONE PIÙ EFFICIENTE. Pompa di calore idronica a servizio dell’impianto e della produzione di acqua calda sanitaria

Figura 3 – SOLUZIONE POCO EFFICIENTE. Pompa di calore idronica a servizio dell’impianto e della produzione di acqua calda sanitaria.

42 #12

le pompe di calore a co2L’utilizzo della CO2 come refrigerante delle pompe di calore è un tema molto di-battuto, perché si tratta di una sostanza naturale con un effetto serra oltre 1000 volte inferiore di quello dei refrigeranti chimici. Del resto la CO2 è utilizzata già come refrigerante nei circuiti di bassa temperatura dei sistemi a doppio stadio nella refrigerazione alimentare e in alcune pompe di calore per la produzione di acqua calda sanitaria, ma non negli impianti di riscaldamento.Tutto dipende dalle sue caratteristiche: la CO2 ha un punto critico di poco supe-riore a 30°C e, pertanto, può essere utilizzata come un normale refrigerante se la condensazione avviene al di sotto di questo valore (nei sistemi a doppio stadio della frigoconservazione la condensazione avviene a circa -10°C). Al contrario, se la condensazione avviene al di sopra di 30°C, si deve adottare un ciclo transcritico: non vi è più una condensazione durante la cessione di calore all’impianto, ma solo il raffreddamento di gas caldo. A questo punto entra fortemente in gioco la tem-peratura dell’acqua che deve essere riscaldata: se è bassa, come nel caso dell’ac-qua sanitaria (circa 15°C), la potenza fornita e il COP sono elevati, altrimenti no.La Figura 1 chiarisce il problema: si supponga di avere una pompa di calore a CO2 evaporante ad aria che debba riscaldare l’acqua di ritorno da un impianto alla temperatura 40°C. Si supponga anche che la pompa di calore stia lavorando con aria esterna -3°C (temperatura di evaporazione -10°C). Il ciclo da esaminare è quel-lo azzurro: all’uscita del compressore la CO2 si trova ad una temperatura di 124°C e ad una pressione di 10 MPa (100 Bar) e cede calore all’impianto raffreddandosi

fino al punto 2, dove la temperatura scende a 45°C. La pompa di calore a CO2 per-mette quindi di raggiungere temperature di produzione molto elevate, perché è elevata la temperatura all’uscita del compressore. La discriminante è la tempera-tura d’ingresso: se è quella di un tradizionale impianto di riscaldamento l’effetto utile (segmento tra il punto 1 e il punto 2) è limitato, come lo è anche il COP = 2,05.Inoltre la pressione di lavoro è molto elevata e non potrebbe essere diversamen-te, a causa della conformazione delle curve di temperatura (curve rosse nella Figura 1). Infatti, se si vuole recuperare sia potenza che efficienza (in modo mino-re), l’unica possibilità è aumentare ulteriormente la pressione: portandola come nel ciclo giallo a 11 MPa (110 bar) si aumenta l’effetto utile del 16% (diventa il seg-mento tra 1a e 2a) e il COP dell’8%. La temperatura nel punto 1a sale a 134°C, men-tre quella del punto 2 rimane ovviamente invariata.L’unica possibilità per aumentare sia l’effetto utile che il COP è quella di abbassa-re la temperatura dell’acqua in ingresso alla pompa di calore. La Figura 2 mostra cosa accadrebbe se la temperatura di ingresso scendesse a 25°C, temperatura li-mite, ma raggiungibile con terminali che lavorino ad alto salto termico: la pres-sione di alimentazione ottimale scenderebbe a 8 Mpa (80 bar) e il COP salirebbe a 3,24, valore di totale eccellenza con una temperatura dell’aria così bassa. La tem-peratura del punto 1 si ridurrebbe a 101°C, comunque sufficientemente elevata, mentre la temperatura del punto 2 scenderebbe a 30°C. La potenza fornita sali-rebbe del 23% rispetto al ciclo azzurro della Figura 1.

Figura 2 – CICLO TRANSCRITICO di una pompa di calore evaporante ad aria che scalda acqua in ingresso a 25°C

Figura 1 – CICLO TRANSCRITICO di una pompa di calore evaporante ad aria che scalda acqua in ingresso a 40°C

BOX 3

43#12

si superano tutte le limitazioni del caso precedente, perché la produzione di ac-qua ad ogni livello termico è autonoma rispetto all’altra. (vedi Figura 7)

Sfruttamento di terminali ad elevato salto termico

Una soluzione per ridurre il diame-tro delle tubazioni nei sistemi idroni-ci è quello di ridurre la portata d’acqua circolante e di aumentare, quindi, il sal-to termico nei terminali. Negli impianti a radiatori la questione è nota: il rendi-mento delle caldaie a condensazione non è influenzato dalla temperatura dell’acqua prodotta, quanto dalla tem-peratura dell’acqua in ingresso alla cal-daia stessa. Quindi, maggiore è il salto termico, maggiore è il rendimento del generatore.

Meno noto è il fatto che per le pom-pe di calore a CO2 il problema è analo-go, con la fondamentale differenza che la temperatura di ingresso alla pompa di calore deve essere inferiore a 30°C, molto più bassa di quella di una calda-ia, dove la condensazione si attiva al di sotto di 53-50°C circa. Di contro le pom-pe di calore a CO2 possono produr-re acqua a temperatura molto elevata. In questo caso gli impianti vanno so-stanzialmente ripensati, perché si deve tornare a lavorare con concetti simili a quelli degli impianti a circolazione na-turale, dove il motore stesso del flusso dell’acqua era l’elevato salto termico. Per adesso le applicazioni delle pompe di calore a CO2 sono ridotte, ma in futu-ro il tema si farà interessante. n

* Claudia Calabrese,� Libero professio-nista, Consulente per le Relazioni Istituzionali di Mitsubishi Electric Climatizzaziome

Figura 7 – IMPIANTO VRF MISTO a doppio livello termico

Figura 6 – IMPIANTO IDRONICO A DOPPIO LIVELLO TERMICO con pompa di calore con desurriscaldatore

POMPA DI CALORE A CO2 per la produzione di acqua ad alta temperatura CREDIT: Viessmann

#1244

In caso di retrofit di impianto HVAC, normalmente si fa riferi-mento alle stesse procedure pro-

gettuali applicate ad un impianto nuovo. Procedure che presentano i medesimi inconvenienti, con un benefit: l’avere già a disposizione i dati di esercizio dell’impianto.

Davanti alla scelta fra venti-lazione naturale e meccanica, è bene precisare che le azioni di re-trofit finalizzate all’adeguamento dell’edificio ai requisiti di efficien-za energetica dettati dalle prescri-zioni nazionali o dall’EPBD, risulta-no più agevoli per edifici dotati di impianto di ventilazione meccani-ca rispetto a quelli ventilati natural-mente o dotati di sistemi ibridi.

La direttiva ePBdLa Direttiva sull’efficienza energetica degli edifici (EPBD, 2002) con la successiva riformulazione (2010) nasce con il propo-sito di migliorare l’efficienza energetica degli edifici europei e di ridurre le loro emissioni di anidride carbonica. La nuova EPBD ha introdotto standard superiori per il risparmio energetico in edifici sia nuovi che interessati a ristrutturazione e richiede l’obbligo della certificazione energetica per tutti gli edifici di superficie superiore a 250 m2. Inoltre introduce l’ob-bligo di ispezione regolare delle caldaie sia domestiche che commerciali e degli impianti HVAC commerciali. La Direttiva richiede inoltre lo sviluppo di metodologie di calcolo della prestazione energetica con lo scopo di applicare i migliori criteri di prestazione energetica sia agli edifici nuovi che a quelli soggetti a radicale ristrutturazione. Inoltre sancisce l’utilizzo di energie provenienti da fonti rinnovabili (energia rinnovabile, cogenerazione, teleriscaldamento, etc).Nel Regno Unito, i regolamenti edilizi che hanno recepito la Direttiva (Parte L, 2010a e Parte F, 2010b) hanno effetto a par-tire da Ottobre 2010 e, in base alle stime, l’energia richiesta per la ventilazione aumenterà fino a raggiungere il 60% del consumo energetico totale.

Ventilazione naturale, meccanica o sistemi ibridi. La scelta va fatta analizzando le caratteristiche degli edifici e gli usi a cui sono preposti, anche utilizzando sistemi misti

di Hazim B. Awbi*

Ventilazione per il retrofitting

Ventilazione

#12 45

energy efficient ventiLation for retrofit BuiLdingsThis article reviews the various types of ventilation and air distribution systems available for buildings of different types. It aims to highlight the significant parameters that need to be considered in selecting and designing ven-tilation systems for buildings to achieve the necessary levels of indoor air quality (IAQ) for occupants and energy efficiency. Although the issues considered are applicable to all types of buildings attention will be given to retrofit-ting. It briefly outlines the role of ventilation in achieving the required IAQ targets and discusses the performance of different types of ventilation systems in use. As a result of new energy efficiency directives and legislations in Europe and elsewhere, the ventilation energy component of HVAC systems has increased in relative terms and this article introduces a method for evaluating the performance air distribution systems that is based on ventilation and energy effectiveness. A range of ventilation systems are discussed, including mechanical and natural, and re-sults for more recently developed mechanical air distribution systems are compared with conventional systems.

Keywords: ventilation systems, HVAC systems, retrofit

di illuminazione con luce naturale. I principali obiettivi di queste misure sono:• la riduzione del fabbisogno energetico e

dell’impatto ambientale dell’edificio;• il miglioramento del comfort termico all’inter-

no dell’edificio sia nella stagione invernale che in quella estiva.

Ventilazione trasversale (Cross ventilation)

Allo scopo di facilitare la ventilazione natu-rale ed il raffrescamento dell’aria durante la sta-gione estiva, si potrebbe pensare di integrare delle ampie griglie di ventilazione nelle fine-stre o nella facciata dell’edificio. Ove possibi-le le aperture dovrebbero essere organizzate in modo da favorire la ventilazione trasversale

di ventilazione naturale, può includere anche l’applicazione di alcune misure che migliora-no la prestazione energetica dell’edificio, qua-li ad esempio la riduzione dei carichi solari o il miglioramento della prestazione del sistema

Ventilazione naturaleOltre alla realizzazione di nuo-

ve aperture e all’installazione di nuovi dispositivi di ventilazio-ne naturale, il retrofitting in caso

Figura 1 – CONFRONTOTRAPORTATEORARIEDIINFILTRAZIONEDIARIA normalizzate rispetto all’area della superficie dell’involucro edilizio di diverse tipologie edilizie nel Regno Unito. Nell’ordine: uffici, supermercati, industria/magazzini. In grigio chiaro il valore di infiltrazione di aria limite imposto dai regolamenti UK, in grigio scuro i valori di infiltrazione medi valutati sulla base di indagini in campoFONTE: BSRIA, UK

tenuta aLL’ariaLa prova di tenuta all’aria prevede la misura della portata di aria Q50, ossia della portata di aria necessaria a mettere in sovra-pressione l’ambiente in prova di 50 Pa. Questa sovra-pressione è sufficientemente bassa da non causare alcun danno all’edificio, ma sufficientemente alta ad innescare velocità moderate dell’aria. Per confrontare la portata di aria misurata con un valore standard di tenuta all’aria, la portata di aria viene normalizzata rispetto all’area della superficie dell’involucro edilizio. Nel Regno Unito, la BSRIA (2001, 2006), un’organizzazione no profit che si occupa di misure, strumentazione e ricerca nel campo degli impianti edili, si è occu-pata di effettuare test su varie tipologie di edifici la cui tenuta all’aria non era nota. Il valore medio dell’indice di tenuta all’aria ottenuto per edifici destinati ad uffici, sia ventilati naturalmente che dotati di impianto di ventilazione meccanica, è 21 m3h-

1 per metro quadrato di facciata dell’e-dificio. Per edifici tipo stabilimenti in-dustriali e magazzini il valore medio ottenuto è 32 m3h-1m-2, mentre per i supermercati esso vale 26,5 m3h-1m-2. Gli edifici scolastici tendono ad avere mediamente lo stesso valore medio di tenuta all’aria ottenuto per gli uffici. In Figura 1 è presentato il confronto di questi dati con i valori delle norme del Regno Unito. Dalla figura si deduce che gli edifici industriali (fabbriche/ma-gazzini) presentano le maggiori porta-te di infiltrazione di aria. Ciò vuol dire che in molti edifici le aree di infiltrazio-ne dovrebbero essere più che dimezzate per poter rispettare i valori di infiltrazione d’aria massimi raccomandati nel Regno Unito (Regolamenti Edilizi – Parte F1, 2010,b). Pertanto, il primo passo del retrofitting dovrà essere il miglioramento dei re-quisiti di tenuta all’aria fino al raggiungimento dei livelli raccomandati.Negli edifici esistenti ventilati naturalmente, ridurre l’infiltrazione di aria a 5 m3h-1m-2 è possibile, ma una riduzione al di sotto di questi livelli non è accettabile, a meno che non venga utilizzato un impianto di ventilazione meccanica, o un siste-ma di ventilazione naturale o ibrida. Si ricorda che l’impianto di ventilazione meccanica, se dotato di recuperatori di calore sull’aria espulsa, offre il grande vantaggio di poter ridurre i consumi energetici.

46 #12

(cross ventilation) e da catturare i venti. Durante la stagione estiva degli opportuni schermi potrebbero essere integrati con le aperture ventilate, in modo da ridurre il carico solare.

Nella progettazione delle griglie bisogna consi-derare prioritario non solo l’ottenimento della mag-giore portata possibile, ma anche la necessità di ridur-re i livelli di rumore, in particolare per l’utilizzo diurno, quando l’edificio è normalmente occupato.

Il successo della strategia di ventilazione natura-le è generalmente determinato dalle specifiche tec-niche del progetto, ma dalle pratiche corrette degli utilizzatori. Motivo per cui sarebbe opportuno realiz-zare una sorta di vademecum da fornire agli occupan-ti dell’edificio.

Per quanto riguarda la progettazione del sistema di ventilazione trasversale, grande attenzione va po-sta alle finestre. Se si installa una finestra motorizzata superiore o un finestrone in copertura, sarebbe op-portuno controllarli con un sistema di gestione auto-matico dell’edificio (BMS), per assicurare un’adeguata ventilazione, specialmente in giornate ventose, quan-do gli occupanti potrebbero essere portati a chiudere

ventilazione trasversale, e la ven-tilazione generata per mezzo di aperture situate su una sola parte dell’edificio non è sufficiente a ga-rantire l’adeguato ricambio di aria. La ventilazione per effetto camino si genera per effetto di gradienti di temperatura (e quindi di pressio-ne) che si instaurano tra l’aria cal-da dell’ambiente occupato e l’aria fredda esterna all’edificio. L’aria cal-da sale verso la parte alta dell’edifi-cio e viene espulsa attraverso una o più aperture situate in tale zona; l’aria rimossa dall’ambiente interno permette all’aria esterna di entrare attraverso le aperture posizionate al livello inferiore, quali finestre e griglie di ventilazione.

L’effetto camino può essere in-crementato aumentando l’altezza del camino di ventilazione oppure installando un piccolo ventilatore

manualmente le finestre apribili poste a li-vello inferiore.

L’aria entrante dall’apertura superio-re può essere convogliata di notte verso la massa termica esposta, favorendo di fatto il raffrescamento dell’edificio; al contrario, durante il giorno, sfruttando lo stesso prin-cipio, si può asportare il calore immagazzi-nato dalla struttura.

Ventilazione per effetto camino

La ventilazione per effetto camino, nota anche come stack ventilation, viene impie-gata talvolta quando non è applicabile la

Figura 2 – WINDCATCHERS. Schema del moto dell’aria generato da un windcatcher in un ambiente. La freccia di colore nero indica la direzione del vento; in azzurro l’aria fresca esterna; in rosso l’aria calda all’estrazione.

WindcatchersI ventilatori da tetto, anche detti windcatchers, costitui-scono un’alternativa ai più tradizionali metodi di ventila-zione naturale e sono disponibili in commercio in una va-sta gamma di tipologie. Il principio di funzionamento dei dispositivi di ventilazione naturale da tetto a sezione cir-colare e quadrata è rappresentata in Figura 2. I segmenti del windcatcher esposti al vento permettono l’immissione di aria fresca negli ambienti in basso, grazie alla pressione che il vento imprime sul windcatcher. Gli altri segmenti, che fungono da estrattori, sono soggetti ad una forza di aspira-zione che si crea nella zona di bassa pressione in corrispon-denza delle aperture inferiori del windcatcher. La forza spingente è rappresentata dal gradiente di pressione tra i segmenti di immissione ed estrazione del dispositivo.

47#12

Figura 3 – MURODITROMBEVENTILATO. Muro esposto al sole, rivestito all’esterno da una parete vetrata che crea un’intercapedine con fori di ventilazione che facilitano l’immissione negli ambienti di aria calda

Muro di troMBeUn muro di Trombe è un muro esposto al sole che viene rivestito di vetro dall’e-sterno, creando un’intercapedine d’aria tra il muro e la parte vetrata, come descritto nella Figura 3. La parete opaca assorbe energia solare durante la giornata e la rilascia durante la notte. I moderni muri di Trombe prevedono la realizzazione di fori di ventilazione alle estremità sia superiori che inferiori: ciò facilita l’immissione di aria calda all’interno degli ambienti per convezione naturale. Si tratta di un adeguato metodo di ventilazione passiva che sfrutta l’effetto camino causato dalla differenza di temperatura tra la cavità di aria e l’esterno. I fori di ventilazione sono dotati di flap monodirezionali che impedi-scono la convezione durante la notte, rendendo così i flussi termici fortemen-te direzionali. Generalmente, i fori di ventilazione vengono mantenuti chiusi durante la stagione estiva quando l’apporto solare non è desiderato.

facciate ventiLateLe facciate vetrate a doppia pelle possono realizzare un’efficace ventilazione a basso impatto energetico non solo nel caso di edifici nuovi, ma anche nel retrofit di edifici esistenti. Questo tipo di ventilazione viene maggiormente utilizzata in edifici pubblici perché riescono a sostenere gli alti costi iniziali di investimento.La cavità può essere riscaldata per creare una zona calda che protegge gli am-bienti interni durante l’inverno e nello stesso tempo può essere configura-ta per funzionare come un camino solare (termico) durante la stagione esti-va, dunque utilizzando l’effetto camino per rimuovere il calore in eccesso. L’utilizzo delle facciate vetrate a doppia pelle è fortemente dipendente dalle condizioni climatiche.

48 #12

Ufficializzare le cariche dei

vicepresidenti Bontà e Massa

e del segretario Pellegatta.

Roberto Di Sanzo

Le vicende di Fukushima

sono arrivate inattese e

violente. Esse ci insegnano

che non conosciamo ancora a

sufficienza la nostra Terra, ed i

metodi migliori per soddisfare le

nostre attuali esigenze. In questa

nota riassumiamo le fonti di ener-

gia necessarie al nostro progresso

civile. Si ribadisce la necessità di

sviluppare nuove indagini e di

aprire nuovi laboratori.

Si sottolinea l’importanza delle

Università, nel loro ampio signi-

ficato di deposito di conoscenza,

di luogo di indagine attiva su

quanto ancora non conosciamo,

e di deposito della cultura rag-

giunta, da trasmettere alle nuove

segue a pag. 3 e 4

NOVITÀ

NEL SOLCO

DELLA

TRADIZIONE

dott. ing. Carlo Valtolina

Caro Collega, nessuno,

meglio di noi tecnici, co-

nosce il valore essenziale

dell'aggiornamento conti-

nuo, oltre quello della cul-

tura e, per 60 anni, il no-

stro Giornale ha cercato

di soddisfare queste es

igen-

ze, dandosi una mission

“cogliere e interpretare lo

spirito del tempo” (n.13

del 15/7/09) e seguendo

una linea editoriale che io

stesso nel settembre 2010

(n.14 del 1/9/2010) avevo

riassunta in sei punti:

n “no” alla banalizzazione

dei problemi complessi;

“si” al dare spazio alle di-

verse analisi, purché com-

plete, motivate e docu-

mentate;

n “no” alle soluzioni sem-

plicistiche; “si” al sostenere

soluzioni che, pur semplici,

tengano conto della com-

plessità di partenza e an-

che degli effetti di medio

periodo;

n “no” all’intolleranza in-

tellettuale; “si” alla discus-

sione rispettosa delle idee

altrui;n “no” al bla-bla-bla fine

a sé stesso; “si” al dare spa-

zio alle idee portatrici di

valore aggiunto;

n “no” a una linea edito-

riale asservita a interessi di

parte; “si” a un’informazio-

ne plurale e indipendente;

n “no” ad accettare che il

comportamento eticamen-

te corretto finisca là dove

comincia quello “penal-

mente rilevante”; “si” ad

accettare un limite etico

tanto più stringente quanto

ANNO ACCADEMICO/1

POLITECNICO

DI MILANO:

Crescita

e sostenibilità

a pag. 8

ANNO ACCADEMICO/2

UNIVERSITÀ

DEL SALENTO:

Conoscienza

e sapere

a pag. 8

RICHIAMO3

TITOLO DEL

RICHIAMO:

a pag. 8

a pag. 6

GOVERNO TECNICO

C’è solo un ingegnere nella squadra

La decisione desta meraviglia

e rammarico e richiama all’impegno

dott. ing Franco Ligonzo

Sia chiaro: la mia meraviglia

non è per nulla una critica

alla scelta dei ministri

fatta dal Premier,

Prof. Mario Monti,

ma è la reazione al

fatto che nel suo

cosiddetto “gover-

no tecnico” c’è un

solo ingegnere. Cer-

tamente quest’unico

ingegnere è persona

ben nota: il Prof. Ing. Fran-

cesco Profumo, infatti, è sta-

to a lungo rettore del Poli-

tecnico di Torino e da qual-

che mese era passato alla

presidenza del CNR. E il

ministero dell’Istruzione, del-

l’Università e della Ricerca,

che gli è stato affidato, sap-

piamo essere di grandissimo

peso in un’economia della

conoscenza. Meraviglia, pe-

rò, che non siano stati scelti

altri ingegneri-architetti-geo-147 segue a pag. 5

GIUSEPPE LANZAVECCHIA

LAVORO E OCCUPAZIONE

La crisi finanziaria

e quella culturale

Nel 1996 ho pubbli-

cato un libro (1) che

esaminava per di-

versi paesi industrializzati

l’evoluzione – dal 1960 al

1995 – di economia, occu-

pazione, forza lavoro; de-

mografia per sesso, fasce

d’età, fertilità, mortalità, du-

rata della vita, processi mi-

gratori; società (come l’in-

gresso delle donne sul mer-

cato del lavoro); necessità

di una continua crescita

economica in tutto il mon-

do in un contesto di globa-

lizzazione crescente, e quin-

di di competizione sempre

più diretta tra le diverse ar

ee

geopolitiche. L’evoluzione

richiedeva cambiamenti

strutturali di lavoro e occu-

pazione: aumento dell’età

lavorativa (fino a 65–70 an-

ni) dovuto alla maggior du-

rata della vita; scomparsa

di tante attività del passato

e comparsa di altre del tutto

nuove; riduzione del lavoro

dipendente a favore di quel-

lo autonomo; attività sem-

pre più sofisticate e prepa-

segue a pag. 7

segue a pag. 5

2

ENERGIA NUCLEARE

La situazione mondiale

dopo Fukushima

dott. ing. Alessandro clerici

Nuovi vertici al CNI: il presidente degli Ingegneri Italiani illustra idee e strategie

Zambrano: “Tutelare gli interessi dell’intera collettività”

1563

N. 1 - Gennaio 2012

www.giornaleingegnere.it

Dal 1952 periodico di informazione

per ingegneri e architetti

°

da pag. 13

da pag. 19SPECIALE/

Sostenibilità nell’edilizia

FOCUS/

Benessere

termico

Considerando la crescita della domanda di alloggi a basso

costo e l'esigenza di una maggiore sostenibilità degli inse

diamenti, l’edilizia residenziale sociale ben si presta per

sperimentare nuove soluzioni progettuali improntate sul

CRISI, LAVORO E OCCUPAZIONE pag.7 • UNIVERSITÀ pag. 8 • DALL’ITALIA E DAL MONDO pag. 10 • DALL’ITALIA E DAL MONDO pag. 11 • VARIE pag. 10

Poste Italiane s.p.a. - Spedizione in Abbonamento Postale - D.L. 353/2003 (conv. in L. 27/02/2004 n° 46) art. 1, comma 1 – CN/BO

all’estrazione, utile nei giorni caldi. La ventilazio-ne per effetto camino può essere anche gene-rata dal vento, grazie all’opportuna progetta-zione del comignolo di copertura che costituirà la principale forza spingente dell’effetto cami-no durante il giorno, quando le temperature interne ed esterne sono molto prossime l’una all’altra.

In alcuni casi si può anche prevedere un’op-portuna combinazione di ventilazione trasversa-le e ventilazione per effetto camino. La ventila-zione per effetto camino può essere realizzata impiegando camini solari: il principio di funzio-namento si basa sul riscaldamento dell’aria lun-go il condotto del camino, grazie alla radiazio-ne solare che incide sullo stesso; ciò incrementa la ventilazione naturale. Per essere davvero effi-ciente, il camino solare dovrebbe essere più alto del livello del tetto dell’edificio e dovrebbe es-sere esposto nella direzione prevalente del sole. La prestazione del camino solare può essere in-crementata se si provvede a schermare dal sole la sua parte terminale (comignolo). Si può anche prevedere l’applicazione di un materiale assor-bente sulla parte opposta, in modo da prolunga-re l’effetto di riscaldamento dell’aria anche quan-do il carico solare si riduce, ad esempio a partire dal tardo pomeriggio in poi.

Ventilazione meccanicaEsistono diversi tipi di impianto di ventilazio-

ne meccanica che possono essere impiegati nel retrofit di edifici esistenti.

Ventilazione ad estrazioneGli impianti ad estrazione sono generalmen-

te utilizzati in ambienti in cui l’aria viene contami-nata da particolari attività o processi. Il principale beneficio dell’estrazione meccanica rispetto alla ventilazione naturale sta certamente nella por-tata di ventilazione che è prevedibile, costan-te e nota. In molti casi (cucine commerciali, ba-gni, parcheggi auto sotterranei, edifici industriali o fabbriche) la strategia dell’estrazione è la più efficiente.

Ventilazione ad immissioneGli impianti che prevedono la sola immis-

sione hanno applicazione limitata, ma sono più adatti agli ambienti occupati. Gli impianti a sola immissione possono essere impiegati per filtrare e riscaldare o raffrescare l’aria di rinnovo e si ap-plicano generalmente a:•unità di aria calda montate in copertura•ventilazione di locali caldaia•unità fan coil autonome con immissione di aria

fresca diretta

Impianti ad immissione ed estrazioneUn impianto di ventilazione con immissio-

ne ed estrazione prevede un’unità centrale di

è fondamentale in applicazioni quali quelle mediche, in cui l’aria espulsa non può in alcun modo essere reintrodotta nell’ambiente interno.

Ventilazione tipo demand-controlledIn caso di ambienti caratteriz-

zati da livelli di occupazione va-riabili, è ragionevole pensare di realizzare, in fase di retrofit, un sistema del tipo demand control-led. In questo tipo di impianto, la portata di ventilazione viene fatta variare a seconda dei livelli di oc-cupazione reali dell’ambiente. Un sistema che comporta un gran-de risparmio di energia duran-te i periodi in cui l’ambiente risul-ta occupato da poche persone. Ambienti potenzialmente idonei

trattamento aria (UTA), costituita generalmente da due ventilatori separati, uno dedicato all’im-missione, l’altro all’estrazione, un filtro, una batte-ria calda alimentata dall’acqua calda proveniente dalla caldaia dell’edificio ed una batteria fredda alimentata da un chiller ad acqua. L’immissione e l’estrazione dell’aria vengono realizzate con una rete di canali. Solitamente la batteria calda e la batteria fredda possono costituire la principale fonte di riscaldamento/raffrescamento dell’edi-ficio. Al fine di ottenere un adeguato risparmio di energia, alcuni impianti vengono progetta-ti a parziale ricircolo. Ciò permette di abbattere le portate di aria esterne da riscaldare o raffre-scare. Un’altra opportunità, per il risparmio ener-getico consiste nell’installare un recuperatore di calore nell’unità di trattamento aria: viene sot-tratto calore all’aria espulsa per fornirlo all’aria di immissione, senza che le due correnti d’aria si mescolino (si veda a tale proposito la Figura 4). Il recupero di calore secondo queste modalità

SensoriCO2. La relazione tra livello di concentrazione di anidride carbonica e portata di ventilazione può essere stabilita sulla base del livello di qualità dell’aria interna desiderato

Figura 4 – IMPIANTOADIMMISSIONEEDESTRAZIONE. L’impianto è costituito da due ventilatori separati, uno dedicato all’immissione, l’altro all’estrazione, un filtro, una batteria calda alimentata dall’acqua calda proveniente dalla caldaia dell’edificio ed una batteria fredda alimentata da un chiller ad acqua

Ufficializzare le cariche dei

vicepresidenti Bontà e Massa

e del segretario Pellegatta.

Roberto Di Sanzo

Le vicende di Fukushima

sono arrivate inattese e

violente. Esse ci insegnano

che non conosciamo ancora a

sufficienza la nostra Terra, ed i

metodi migliori per soddisfare le

nostre attuali esigenze. In questa

nota riassumiamo le fonti di ener-

gia necessarie al nostro progresso

civile. Si ribadisce la necessità di

sviluppare nuove indagini e di

aprire nuovi laboratori.

Si sottolinea l’importanza delle

Università, nel loro ampio signi-

ficato di deposito di conoscenza,

di luogo di indagine attiva su

quanto ancora non conosciamo,

e di deposito della cultura rag-

giunta, da trasmettere alle nuove

segue a pag. 3 e 4

NOVITÀ

NEL SOLCO

DELLA

TRADIZIONE


Caro Collega, nessuno,

meglio di noi tecnici, co-

nosce il valore essenziale

dell'aggiornamento conti-

nuo, oltre quello della cul-

tura e, per 60 anni, il no-

stro Giornale ha cercato

di soddisfare queste es

igen-

ze, dandosi una mission

“cogliere e interpretare lo

spirito del tempo” (n.13

del 15/7/09) e seguendo

una linea editoriale che io

stesso nel settembre 2010

(n.14 del 1/9/2010) avevo

riassunta in sei punti:

n “no” alla banalizzazione

dei problemi complessi;

“si” al dare spazio alle di-

verse analisi, purché com-

plete, motivate e docu-

mentate;

n “no” alle soluzioni sem-

plicistiche; “si” al sostenere

soluzioni che, pur semplici,

tengano conto della com-

plessità di partenza e an-

che degli effetti di medio

periodo;

n “no” all’intolleranza in-

tellettuale; “si” alla discus-

sione rispettosa delle idee

altrui;n “no” al bla-bla-bla fine

a sé stesso; “si” al dare spa-

zio alle idee portatrici di

valore aggiunto;

n “no” a una linea edito-

riale asservita a interessi di

parte; “si” a un’informazio-

ne plurale e indipendente;

n “no” ad accettare che il

comportamento eticamen-

te corretto finisca là dove

comincia quello “penal-

mente rilevante”; “si” ad

accettare un limite etico

tanto più stringente quanto

ANNO ACCADEMICO/1

POLITECNICO

DI MILANO:

Crescita

e sostenibilità

a pag. 8

ANNO ACCADEMICO/2

UNIVERSITÀ

DEL SALENTO:

Conoscienza

e sapere

a pag. 8

RICHIAMO3

TITOLO DEL

RICHIAMO:

a pag. 8

a pag. 6

GOVERNO TECNICO

C’è solo un ingegnere nella squadra

La decisione desta meraviglia

e rammarico e richiama all’impegno

dott. ing Franco Ligonzo

Sia chiaro: la mia meraviglia

non è per nulla una critica

alla scelta dei ministri

fatta dal Premier,

Prof. Mario Monti,

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fatto che nel suo

cosiddetto “gover-

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solo ingegnere. Cer-

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cesco Profumo, infatti, è sta-

to a lungo rettore del Poli-

tecnico di Torino e da qual-

che mese era passato alla

presidenza del CNR. E il

ministero dell’Istruzione, del-

l’Università e della Ricerca,

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piamo essere di grandissimo

peso in un’economia della

conoscenza. Meraviglia, pe-

rò, che non siano stati scelti

altri ingegneri-architetti-geo-147 segue a pag. 5



La crisi finanziaria

e quella culturale

Nel 1996 ho pubbli-

cato un libro (1) che

esaminava per di-

versi paesi industrializzati

l’evoluzione – dal 1960 al

1995 – di economia, occu-

pazione, forza lavoro; de-

mografia per sesso, fasce

d’età, fertilità, mortalità, du-

rata della vita, processi mi-

gratori; società (come l’in-

gresso delle donne sul mer-

cato del lavoro); necessità

di una continua crescita

economica in tutto il mon-

do in un contesto di globa-

lizzazione crescente, e quin-

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più diretta tra le diverse ar

ee

geopolitiche. L’evoluzione

richiedeva cambiamenti

strutturali di lavoro e occu-

pazione: aumento dell’età

lavorativa (fino a 65–70 an-

ni) dovuto alla maggior du-

rata della vita; scomparsa

di tante attività del passato

e comparsa di altre del tutto

nuove; riduzione del lavoro

dipendente a favore di quel-

lo autonomo; attività sem-

pre più sofisticate e prepa-

segue a pag. 7

segue a pag. 5

2

ENERGIA NUCLEARE

La situazione mondiale

dopo Fukushima

dott. ing. Alessandro clerici



1563

N. 1 - Gennaio 2012

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per ingegneri e architetti

°

da pag. 13

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Sostenibilità nell’edilizia

FOCUS/

Benessere

termico

Considerando la crescita della domanda di alloggi a basso

costo e l'esigenza di una maggiore sostenibilità degli inse

diamenti, l’edilizia residenziale sociale ben si presta per

sperimentare nuove soluzioni progettuali improntate sul



MERCOLEDÌ 18 GENNAIO 2012

NEWSLETTER – Nr.01 — Pag.1

Newsletter

Nr.01 – MERCOLEDÌ 18 GENNAIO 2012

6

Andamento del prezzo del petrolio e dei prezzi dell'energia elettrica e

del gas per un consumatore domestico tipo

Numeri indici: gen 2007 = 100

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Brent ($/b)Brent (€/b)Prezzo energia elettrica (consumatore domestico tipo)

Prezzo gas (consumatore domestico tipo)

Perché la trattativa privata non piace all’Antitrust

La Manovra Salva Italia cambia i lavori pubblici

Le Rinnovabili sono la causa degli aumenti della bolletta elettrica

Modello tedesco per le tariffe

PRESIDENTE CNI

RAPPORTO CNI SUI BANDI DI PROGETTAZIONE

Infrastrutture e project

—>pag.4

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—>pag.6

BANDINOVITÀ NORMATIVEIMMOBILIAREENERGIA E RETIPROFESSIONIIMPIANTIFOCUS TECNOLOGICOTERRITORIO E AMBIENTEMATERIALIPERSONAGGI

per la realizzazione di questo tipo di impianto sono sale ri-unione o ambienti destinati a conferenze, aule universita-rie, ma anche uffici generici. Il metodo più comune per di-scernere i livelli di occupazio-ne è quello basato sull’utilizzo di sensori di anidride carboni-ca (CO2). Gli occupanti, infatti, producono CO2 a causa della loro attività metabolica, per-tanto, dalla misura della con-centrazione di CO2 si può ri-salire al livello di occupazione e quindi stabilire le portate di aria adeguate.

Il retrofit degli impianti di ventilazione ibridi

Il concetto di approccio integrato che prevede l’uso dei principi della ventilazio-ne sia naturale che meccani-ca può portare all’ottenimen-to di soluzioni pragmatiche a basso consumo di energia.

iMPianti di ventiLazione iBridi

ConfluentJets

ImpingingJets

A partire da gennaio 2012 il Giornale dell’Ingegnere affiancherà alle

pubblicazioni su carta, anche una newsletter

digitale in cui si darà conto con tempestività delle notizie più importanti per la tua attività

professionale.

Da 60 anni il periodico d’informazione per ingegneri e architetti.

50 #12

Alcuni edifici potrebbero non essere adatti per realizzare sistemi di ventilazione com-pletamente naturali a causa delle loro di-mensioni o di vincoli di altra natura, ma, grazie ad un approccio misto, potrebbero vedere minimizzato l’impiego dell’impian-to meccanico. Gli impianti di ventilazione misti, detti anche ibridi possono essere di-stinti in base alle loro modalità di funziona-mento ed alla tipologia:•Contingente: l’impianto di ventilazione

meccanica viene installato per avere una certa flessibilità in esercizio;

•Zonizzato: alcune aree, ad esempio le sale conferenza, vengono servite dall’impian-to di ventilazione;

•Commutabile: viene utilizzato l’impianto di ventilazione meccanica durante la sta-gione invernale ed estiva, mentre per i re-stanti periodi dell’anno gli ambienti ven-gono ventilati naturalmente;

•Parallelo: entrambi i metodi di ven-tilazione vengono impiegati contemporaneamente.

Occorre sottolineare che, se viene pro-gettato adeguatamente il sistema di recu-pero di calore, non è detto che la ventilazio-ne meccanica sia la scelta più dispendiosa dal punto di vista energetico. L’approccio normalmente utilizzato è quello di far fun-zionare i sistemi di ventilazione naturale in condizioni normali ed integrare la ventila-zione meccanica in condizioni di picco.

ControlliNei sistemi ibridi possono insorgere al-

cuni conflitti a causa della diversa modali-tà di esercizio dell’impianto di ventilazione meccanica e naturale. Ad esempio, può ac-cadere che siano lasciate aperte delle fine-stre per il ricambio d’aria mentre è in funzio-ne l’impianto di ventilazione meccanica. In questo caso esiste la possibilità di dotare gli impianti di interblocchi da applicare tra le finestre e l’impianto meccanico. A valle del-la progettazione e della messa in esercizio dell’impianto è come se si dovesse realizza-re una “sintonizzazione fine” per ottimizza-re l’esercizio di questi impianti, in particola-re nella scelta del punto di commutazione dall’impianto di ventilazione meccanica al sistema di ventilazione naturale. n

* Hazim B. Awbi,� Centro TSBE, Università di Reading, Reading, Regno Unito

BiBLiografia• Almesri, I., Foda, E., Awbi, H.B. and Kai Sirén, K. 2011. Air distribution index for ventilation performance as-

sessment in both uniform and non-uniform thermal environments, in fase di sottomissione a Building and environment.

• ASHRAE 2009. Handbook of Fundamentals – Chapter 20: Space air diffusion, American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers, Atlanta, GA, USA.

• Awbi H.B. 2003. Ventilation of buildings, Seconda Edizione, Taylor & Francis, London.• Bakó-Biró, Zs. 2004. Human perception, SBS symptoms and performance of office work during exposure to

air polluted by building materials and personal computers. Tesi di Dottorato. International Centre for Indoor Environment and Energy. Technical University of Denmark.

• Bakó-Biró, Zs., Kochhar, N., Clements-Croome, D.J., Awbi, H.B. and Williams, M. 2008. Ventilation rates in schools and pupil’s performance using computerized assessment tests, Atti di Indoor Air 2008, Copenhagen, Denmark, Paper No. 880, ISBN 9788778772701.

• Bluyssen, PM 2009. Towards an integrated approach of improving indoor air quality, Building and Environment, Vol. 44, pp. 1980-1989.

• Boestra, A. and van Dijken, F. 2010. Indoor environment and energy efficiency of schools, REHVA Journal, Vol.47, No. 5, pp. 33-38, ISSN 1307-3729.

• Building Regulation 2010a. Part L1A, Conservation of fuel and power in new dwellings, Part L1B: Conservation of fuel and power in existing dwellings, Part L2A: Conservation of fuel and power in new buildings other than dwellings, and Part L2B: Conservation of fuel and power in existing buildings other than dwellings, Department for Communities and Local Government, London.

• Building Regulation 2010b. Part F1: Means of ventilation, Department for Communities and Local Government, London.

• BSRIA 2001. Air tightness testing, BSRIA TN 19/200, Building Services Research and Information Association, Bracknell, UK.

• BSRIA 2006. Air tightness testing, BSRIA BG 4/2006, Building Services Research and Information Association, Bracknell, UK.

• Cho, Y., Awbi, H.B. and Karimipanah, T. 2002. A comparison between four different ventilation systems, Atti di 8th Int. Conference on Air Distribution in Rooms (Roomvent 2002), pp. 181-184, Denmark, ISBN 87-989117-0-8.

• Demeester, J., Wouters, P. and Ducarme, D. 1999. Work Package 2: Performance of naturally ventilated buil-dings, Detailed Monitoring Report, NatVent Project, Belgian Building Research Institute, Belgium.

• EPBD 2002. Energy and performance of buildings directive, Directive 2002/91/EU, Brussels.• EPBD 2010. Recast of the Energy and Performance of Buildings Directive, 2010/31/EU, Brussels.• Fanger, P.O. 1970. Thermal comfort: Analysis and applications in environmental engineering, McGraw-Hill

Book Company, New York, USA.• Fanger, P. O. 1988. Introduction of the Olf and Decipol Units to Quantify Air Pollution Perceived by Humans

Indoors and Outdoors. Energy and Buildings, 12, 1-6.• Fisk, W.J. 2000a. Health and productivity gains from better indoor environment and their relationship with

building energy efficiency, Annual Review of Energy and the Environment, Vol. 25, pp. 537-566.• Fisk, W.J. 2000b. Review of health and productivity gains from better IEQ, Atti di Healthy Buildings 2000,

Helsinki, Finland, Vol. 4, pp. 22-34.• Kang, S-Y., Lee, S-C., Yoo, H. and Lee, J-H. 2006. Air distribution performance index of high sidewall line dif-

fuser in a room with perimeter heating load, Facilities, Vol. 24, pp. 412-419.• Karimipanah, T. and Awbi, H.B. 2002. Theoretical and experimental investigation of impinging jet ventilation

and comparison with wall displacement ventilation, Building and Environment, Vol. 37, pp. 1329-1342.• Karimipanah, T., Awbi, H.B., Moshfegh, B. 2008. The energy performance index as an indicator for energy

consumption and performance of ventilation systems, J. Human-Environmental System, Vol. 11, pp. 77-84.• National Refurbishment Centre. 2010. Rethinking refurbishment, National Refurbishment Centre, BRE,

Watford, UK.• Nevis, R.G. 1976. Air Diffusion Dynamics: Theory, Design and Application, Business News Publishing

Company, Birmingham, Michigan, USA.• Seppänen, O. 1999. Estimated cost of indoor climate in Finnish buildings. Atti di Indoor Air 1999, Vol. 3, pp.

13-18.• Seppänen, O., Fisk, W.J. and Lei, Q.H. 2006. Ventilation and performance in office work, Indoor Air J., Vol. 16,

pp. 28-36.• Wargocki, P., Wyon, D.P., Baik, Y.K., Clausen, G., Fanger, P.O. 1999. Perceived air quality, sick building syndro-

me (SBS) symptoms and productivity in an office with two different pollution loads, Indoor Air J., Vol. 9, pp. 165-179.

• Wargocki, W., Sundell, J., Bischof, W., Brundrett, G,, Fanger, O., Gyntelberg, F., Hanssen, S.O., Harrison, P., Pickering, A., Seppänen, O., Wouters, P. 2002. Ventilation and health in non-industrial indoor environments. Report from a European Multidisciplinary Scientific Consensus Meeting, International Journal of Indoor, Environment and Health, Vol. 12, pp. 113-128.

• Zhang, H., Arens, E., Huizenga, C. and Han, T. 2010. Thermal sensation and comfort models for non-uniform and transient environments, part III: Whole-body sensation and comfort, Building and Environment, Vol. 45, pp. 399-410.

In anteprima l’indice del libro1. INTRODUZIONE La domanda di energia nei settori residenziale e terziario. La potenzialità delle pompe di calore. Diffusione delle pompe di calore.2. POMPE DI CALORE E REFRIGERATORI Caratteristiche, principio di funzionamento (con richiami brevi di termodinamica), componenti principali, fluidi frigorigeni, classificazione delle sorgenti, le prestazioni in funzione della temperatura della sorgente termica, impatto ambientale.3. IMPIANTI E POMPE DI CALORE Richiami relativi agli impianti di riscaldamento a bassa temperatura, soffitti e pavimenti radianti, batterie alettate, produzione a.c.s.4. ARIA ESTERNAL’aria esterna come sorgente della pompa di calore, il problema del brinamento, il calcolo delle prestazioni stagionali, problematiche di dimensionamento dell’impianto5. ACQUE SUPERFICIALI E SOTTORRANEECaratteristiche e dimensionamento di sistemi open loop, sistemi a scambio indiretto, sistemi ATES (Aquifer Thermal Energy Storage), modalità di dimensionamento, problematiche di pompaggio6. IL TERRENOProprietà termiche del sottosuolo e loro modalità di misurazione; sistemi verticali: tipi di sonde verticali (materiali, caratteristiche, posa); pali energetici; sistemi orizzontali: a tubo singolo, multitubo, a spirale, a capillare; caratteristiche di prestazione e modalità di dimensionamento7. IL RECUPERO TERMICOIl recupero sull’aria espulsa; recupero su acque reflue8. ENERGIA SOLARE E POMPE DI CALORESolare termico; fotovoltaico; PV-T9. IMPIANTI MULTISORGENTE Dual source10. POMPE DI CALORE, DIRETTIVA RES E INCENTIVAZIONE 11. ANALISI ENERGETICO-ECONOMICA DI IMPIANTI Esempi di analisi energetico-economiche di impianti realizzati12. NORMATIVA

Le sorgenti termiche deLLe pompe di caLoreAspetti tecnici, economici e normAtiviUN NUOVO VOLUME NELLA COLLANA DI PUbbLICAZIONI AiCARR A CURA DI FILIPPO bUSATO, RENATO LAZZARIN, FAbIO MINChIO E MARCO NORO

collana TEcnIca aicaRR

Le ragioni deLLa ventiLazione iBridaI sistemi di ventilazione ibrida vanno presi in considerazione quando:•L’edificio si sviluppa molto in pianta, esistono limiti concreti all’applicazione della cross ventilation e/o non è possibile prevedere alcuna forma di

ventilazione a camino. Le aree centrali dell’edificio, lontane dal perimetro in cui è possibile realizzare la ventilazione naturale, devono essere servite da un impianto di ventilazione meccanica.

•Si può realizzare una ventilazione notturna a prova di condizioni meteorologiche e senza aggravio di costi.•Sono presenti alcune aree (ad esempio sale riunione ripartite) che richiedono condizioni più controllabili e/o soggette ad apporti solari significativi

rispetto ad altre.•Gli apporti termici dovuti alle apparecchiature, agli occupanti, all’impianto di illuminazione sono tali da non garantire condizioni interne estive di

comfort accettabili, oppure, durante la stagione invernale esiste la possibilità concreta di recuperare calore per ridurre i consumi energetici.•All’edificio è richiesta una particolare flessibilità, per cui l’impianto deve essere in grado di affrontare efficacemente situazioni quali il cambio di de-

stinazione d’uso, la variazione significativa di densità di occupazione o di uso delle apparecchiature.•L’eccessiva rumorosità esterna e/o la scarsa qualità dell’aria esterna impongono la necessità di ventilare meccanicamente gli ambienti interni imme-

diatamente adiacenti all’esterno, mentre gli ambienti più interni e silenziosi possono essere ventilati naturalmente.•Dalla valutazione dei carichi termici si ritiene di poter associare al funzionamento continuo dell’impianto di ventilazione meccanica l’uso delle finestre

apribili. Questa soluzione può garantire un maggiore controllo delle condizioni interne, specialmente in condizioni estive di picco.•L’edificio può contenere un’elevata percentuale di uffici singoli, il che può compromettere la possibilità di realizzare uno schema di ventilazione na-

turale. Pertanto si possono prevedere ventilatori e canali per realizzare un sistema di ventilazione ibrido a zone.

#1252

che punta al mercato della riqua-lificazione energetica degli edifi-ci residenziali e del piccolo terzia-rio, che, per essere vincente, deve essere fatta con disagi minimi per gli abitanti, spesso anche proprie-tari dell’immobile. Significa punta-re ad interventi impiantistici poco invasivi. L’ideale sarebbe poterli ef-fettuare addirittura con le perso-ne che continuano ad abitare la casa, oppure lasciandola per po-chi giorni, così come si fa quando si ridipinge un appartamento o si restaura un bagno.

Da questa prospettiva appa-re chiaro come sostituire un vec-chio terminale con uno uguale o

archeologia industriale, assolutamente non in grado di reggere l’offensiva dei nuovi termina-li, molto più adatti agli impianti di nuova conce-zione, nati per soddisfare le direttive sempre più stringenti sul risparmio energetico.

Eppure, malgrado ciò, l’industria non solo continua a produrli con successo, ma addirit-tura incrementa gli investimenti, quasi fossero prodotti all’inizio di una nuova vita. Addirittura in qualche caso si ripropone la rielaborazione di terminali abbandonati nei primi anni ’70, come i convettori statici. Un atteggiamento logico, lun-gimirante, oppure la strenua resistenza di un’in-dustria che non vuol cambiare?

Probabilmente si tratta di una visione lun-gimirante perché, al di là di ogni possibile con-fronto con altre tecnologie emergenti che esu-lano dal tema di questo articolo, è una visione

In un panorama legislativo inerente al risparmio energetico, in continua evoluzione, è interes-sante analizzare in che modo i terminali clas-

sici, radiatori, convettori e fan coils si stiano con-seguentemente trasformando. La prospettiva assunta è quella relativa alla ristrutturazione di impianti esistenti in edifici dove è necessario in-tervenire con operazioni di minimo impatto ar-chitettonico, sia per via dei vincoli legati alla sto-ria e all’importanza dell’edificio, sia per motivi economici e sia perché l’edificio deve continua-re ad essere abitato durante i lavori.

I vecchi terminali negli impianti di nuova concezione

Da anni, per radiatori e fan coil la campa-na sembra suonare a morto. Molti li considera-no prodotti obsoleti, in alcuni casi addirittura

Le nuove normative sul risparmio energetico impongono una trasformazione dei radiatori, convettori e fan coils. Come risponde il mercato?

a cura della redazione

Evoluzione dei terminali d’impianto tradizionali

Dal mercato

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Evolution of thE traditional tErminal systEmsIn a framework of legislation, relating to energy saving, constantly evolving, it is interesting to analyze how tradi-tional terminals, radiators, convectors and fan coils are being transformed consequently. The prospect of obser-ving, in the following treatment, is related to the restructuring of existing buildings where it is necessary to inter-vene with minimal architectural impact, because of the constraints relating to the history and importance of the building, for economic reasons and because the building must continue to be occupied during reconstructoring.

Keywords: terminals, radiators, convectors, fan coils, energy requalification

L’evoluzione dei radiatoriIl tradizionale radiatore è il terminale più dif-

fuso negli impianti di riscaldamento in Italia. Il problema della sostituzione dei vecchi impianti è stato affrontato da tempo da tutti principali co-struttori (si veda il Box 1).

Una prima rivoluzione è avvenuta all’inizio degli anni ’80 e ha portato a trasformare il radia-tore da un semplice corpo scaldante ad un ele-mento dell’arredo. La moda era cominciata fuori dei confini italiani, grazie alla Runtal, per quel-lo che riguarda camere e soggiorni, ma è stata un’intuizione italiana l’invenzione del radiatore per l’arredo bagno. Fu infatti un costruttore ita-liano a industrializzare il primo termosifone con funzione sia di porta asciugamani che di termi-nale d’impianto (Figura 1). Il radiatore da bagno ha preso piede in tutto mondo ed è presente nel listino di tutti i produttori, pur con declinazioni diverse. Anche in molte delle nuove case in clas-se A dove regna il pavimento radiante, nei bagni è sempre presente un “termoarredo”.

Tornando alle altre stanze della casa, l’evo-luzione del classico termosifone verso un og-getto di design è stato aiutato nel tempo dalla maggiore attenzione per il risparmio energetico e dall’aumento dell’isolamento termico. Infatti, uno dei punti deboli del radiatore d’arredo è la potenza fornita: lo scambio termico ha bisogno di superficie in vista e questo non sempre si spo-sa con le esigenze estetiche. Il radiatore si adat-ta molto a uno sviluppo estetico, pur nei limiti appena segnalati, per cui le proposte presenti

è trattato in un altro articolo della rivista). Si deve comunque tenere presente un aspetto: in futu-ro, una ristrutturazione impiantistica, per quanto leggera, si accompagnerà sempre ad interventi edilizi, dal cambio dei serramenti all’installazio-ne di un isolamento a cappotto fino all’installa-zione di sistemi di ventilazione controllata con recupero di calore. In queste circostanze, la po-tenza massima richiesta negli appartamenti scenderà, riducendosi di valori importanti, dal 20% al 50%.

In queste condizioni anche terminali conce-piti per sistemi ad alta temperatura possono la-vorare a temperature compatibili con quelle dei generatori ad alta efficienza, come le caldaie a condensazione e pompe di calore. Infatti, un ra-diatore dimensionato per un’alimentazione 70°C riduce la sua potenza di circa un 25% se alimen-tato a temperatura intorno a 60°C (si veda in pro-posito l’articolo sul’utilizzo delle pompe di calore con gli impianti radiatori).

simile sia molto semplice, veloce ed economico. Tuttavia i termina-li si devono evolvere e cercare di soddisfare le esigenze dei genera-tori ad alta efficienza, delle pom-pe di calore in particolare (il tema

Figura 1 – DIFFUSIONE DEL TERMOARREDO. Dall’inizio degli anni ’80 si è diffusa la consuetudine di progettare il radiatore non più solo come semplice corpo scaldante ma come vero e proprio elemento di arredo. Nel listino di tutti i produttori è presente almeno un modello di “termoarredo”, e fra questi l’ultima proposta di Irsap, lo scaldasalviette Novo

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X 1

sul mercato sono molteplici. Si va dalla semplice evoluzione del radiatore tubolare e del radiato-re a piastre, fino alle forme più originali (si veda la Figura 2).

Per quanto riguarda i colori, le superfici spec-chiate e cromate piacciono molto agli utenti fi-nali, ma hanno il grande difetto di avere emissivi-tà prossima allo zero, per cui i radiatori così rifiniti superficialmente perdono tutto il contributo di scambio radiante. Ciò si traduce in un’importan-te perdita di resa termica, ma soprattutto in una diminuzione del comfort per il quale lo scambio per radiazione è fondamentale.

Ultimamente molti costruttori uniscono al radiatore forme di illuminazione a led dai colori cangianti. Per adattare maggiormente il radiato-re alle esigenze del risparmio energetico la tecni-ca si va evolvendo puntando sia su modelli “ibri-di”, sia verso logiche di regolazione che fanno del radiatore un elemento di un sistema integra-to, in grado di interagire con il generatore di ca-lore, per massimizzarne l’efficienza.

Il risveglio dei convettoriI convettori a circolazione naturale sono stati

molto usati in passato come terminali negli im-pianti a vapore, dove erano apprezzati per le loro piccole dimensioni e potevano (dovevano, vista la temperatura) esser nascosti al di sotto di gri-glie poste a pavimento o in altre zone. Negli im-pianti di riscaldamento di tipo residenziale sono stati considerati una buona alternativa al radiato-re quando, negli anni ’50, sono stati abbandonati gli impianti a circolazione naturale. Infatti, rispet-to ai radiatori, i convettori non potevano lavorare con l’elevato salto termico (superiore a 30-40°C) richiesto per generare la circolazione per diffe-renza di densità.

Rispetto al termosifone sono più compatti

Infatti, in Italia i terminali con ven-tilazione forzata non sono mai sta-ti molto apprezzati nel solo riscal-damento invernale. I motivi sono legati soprattutto al rumore e alla distribuzione dell’aria, problema-tiche presenti anche nel funziona-mento estivo, ma più tollerate.

Su questi due aspetti si è lavo-rato molto negli ultimi anni gra-zie all’evoluzione dei ventilatori. Ultimamente sono stati introdot-ti ventilatori brushless in grado di garantire ottime prestazioni acu-stiche ed energetiche che inoltre

ma hanno uno scambio radiante molto mino-re, totalmente nullo se vengono nascosti alla vi-sta. Recentemente sono stati riproposti in chia-ve moderna. Molto interessante è il modello Thermobox di Sierra (Figura 3): si tratta di una batteria alettata che va introdotta in una nicchia posta su un muro, per poi essere nascosta da un leggero mobile di copertura. Il modello più po-tente arriva a fornire 1030 W se alimentato a 55°C, che scendono a 585 W se alimentato a 45°C.

L’evoluzione dei fan coilsI fan coils sono stati usati in passato nel resi-

denziale principalmente quando l’impianto do-veva servire anche per la climatizzazione estiva.

Figura 2 – RADIATORE COME OGGETTO DI DESIGN. Il radiatore, nella sua evoluzione di progetto, ha visto sviluppare negli ultimi anni anche la componente estetica CREDIT: Cordivari

la sostituzionE dEi vEcchi radiatoriLa sostituzione di un vecchio radiatore è operazione poco invasiva a patto che il nuovo terminale scelto abbia un interasse tra gli attacchi di ingresso e uscita corrispondente a quello installato. In caso contrario è necessario modificare le tubazioni, e l’intervento si fa più pesante perché coin-volge anche le murature.Gran parte del parco esistente è costituito in prevalenza da radiatori in ghisa e in alluminio, pro-dotti per fusione, e quindi standardizzati in termini di distanza tra gli attacchi. Inoltre, all’inizio degli anni ’50 e la fine degli anni ’60 i termosifoni in acciaio stampato erano molto in voga, so-prattutto in alcune aree del paese, in particolare nel Nord-Est. Questi radiatori avevano interassi differenti da quelli in ghisa e in alluminio e non molto standardizzati tra di loro.La sostituzione tra radiatori dello stesso materiale è un intervento semplice, perché gli attacchi coincidono, ma non è così quando si decide a passare da un materiale all’altro.Per risolvere questo problema molti costruttori propongono dei prodotti appositamente studiati per rispettare gli interassi della quasi totalità dei vecchi radiatori. Una delle principali aziende ita-liane, leader in Europa nel mercato dei radiatori in acciaio, arriva a proporre 30 diverse tipologie di singoli elementi, in grado di coprire la quasi totalità del parco esistente, relativamente alla ghi-sa e all’alluminio. Poiché gli elementi si compongono tra loro, il numero delle soluzioni è infinito.I radiatori tubolari in acciaio hanno il vantaggio di essere prodotti in modo diverso dalla fusione e quindi i costruttori possono essere più flessibili nella proposta di prodotti differenziati. Ciò è molto utile nel caso di sostituzione di radiatori in acciaio stampato, perché è possibile richiedere prodotti personalizzati con gli interassi posizionati a piacimento.

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hanno il vattaggio di poter essere regolati anche a variazione conti-nua del numero di giri. Tutto ciò ha portato ad un miglioramento del-le prestazioni in riscaldamento, so-prattutto a regimi ridotti.

Nel settore residenziale si è la-vorato molto per ridurre il più pos-sibile gli ingombri e si è arrivati a limitare a meno di 18 cm la lar-ghezza del mobiletto. Dal pun-to di vista estetico sul fan coil non si può agire più di tanto, almeno non con la fantasia concessa dai radiatori. Molti costruttori si sono

stanno concentrando è la filtrazione dell’aria, al-tro punto considerato debole per questi termi-nali: la ventilazione forzata aumenta la velocità dell’aria e quindi la capacità di trascinare polveri.

affidati a designer di fama internazionale, con ri-sultati apprezzabili (Figura 4).

Interessante anche il tentativo di far diventare il terminale qualcosa di diverso: è il caso di Art Cool, unità interna di un sistema ad espansione diretta di LG (Figura 5), costruito per alloggiare nella parte frontale una fotografia, un poster o la riproduzione di un quadro d’autore.

Da sempre i fan coils garantiscono ottime prestazioni invernali pur se alimentati a bassa temperatura, per cui si adattano perfettamen-te alle esigenze dei generatori ad alta efficien-za. Un aspetto tecnico su cui tutti i costruttori si

Figura 4 – FAN COIL DI DESIGN. Nonostante il fan coil non consenta una vera e propria “rivisitazione creativa” di prodotto, un esempio interessante arriva dal modello OMNIA di Aermec, progettato dal designer Giugiaro

Figura 3 e 3a – CONVETTORE NATURALE IN CHIAVE MODERNA. Il modello a circolazione naturale Thermobox di Sierra (Giordano Riello International Group) si compone di dima d’installazione per incasso a parete, una batteria alettata e nascosta da un leggero mobile di copertura. L’altro convettore naturale, il Thermofon Plano, sempre di Sierra, si caratterizza invece per la testata a griglia fissa in alluminio e il mantello bianco, che ne facilita l’integrazione negli ambienti

Figura 5 – TERMINALE MULTIFUNZIONALE. L’idea di trasformare il terminale in un oggetto multi-funzionale arriva da LG. Il terminale ad espansione diretta Art Cool permette l’inserimento, nella parte frontale, di fotografie, poster o riproduzioni di quadri

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Se il filtraggio non è adeguato, la qualità dell’a-ria in ambiente ne risente. Attualmente si usano filtri al plasma e sistemi a raggi ultravioletti, oltre ai tradizionali filtri utilizzati in altri sistemi ad aria.

Verso prodotti ibridiGiusto o sbagliato che sia, in Italia il radiatore

è più apprezzato nel funzionamento invernale, ma garantisce prestazioni più basse rispetto ad un fan coil, a parità di temperatura di acqua in in-gresso. Per superare questa dicotomia e cercare

Radiatore ventilatoLa potenza termica fornita da

un radiatore varia in funzione della differenza tra la temperatura me-dia dell’acqua al suo interno e la temperatura dell’aria dell’ambien-te da riscaldare, il tutto elevato per un certo coefficiente n, parametro tipico di ogni singolo modello di radiatore. Di conseguenza, la po-tenza termica diminuisce più della differenza di temperatura definita precedentemente: se un radiatore fornisce 1000 W alimentato con ac-qua in ingresso alla temperatura di 70°C, ne fornisce meno della metà quando la temperatura dell’acqua in ingresso scende a 45°C. Ciò di-pende dal funzionamento a circo-lazione naturale: tanto minore è la temperatura superficiale del radia-tore, tanto minore è la velocità e la portata dell’aria che viene a con-tatto con la superficie stessa.

Aumentare la portata dell’a-ria è l’unico modo per recuperare la potenza persa al diminuire del-la temperatura di alimentazione: per farlo, basta aggiungere ad un radiatore tradizionale dei picco-li ventilatori, da attivare solamen-te nelle ore più fredde dell’anno, quando è necessaria la piena po-tenza. La potenza termica fornita raddoppia alle basse temperature rispetto a un radiatore tradizionale di caratteristiche simili.

È un mercato in piena evolu-zione, quello dei radiatori venti-lati, e i modelli proposti sono ca-ratterizzati da forme diverse l’una dall’altra. I primi prodotti ad esse-re ventilati sono state le cosiddette piastre in acciaio, molto in uso nei paesi del Nord Europa, cui si è ag-giunto nella parte inferiore un ven-tilatore tangenziale (Figura 6).

Zehnder propone, invece, un’evoluzione del classico scalda-salviette, caratterizzato non solo dall’originale esecuzione “twist” che lo rende orientabile di 180° ri-spetto alla parete, quanto da una resa termica implementata da un termoventilatore a parete nasco-sto sul retro del radiatore con emis-sione d’aria verso il basso.

Ulteriori evoluzioni sono av-venute nel corso degli ultimi mesi anche nel settore dei radiatori di design. Irsap presenterà a Mostra

di mettere assieme i vantaggi di entrambi i siste-mi, sempre più di frequente vengono presentati sul mercato dei prodotti ibridi, un po’ radiatori e un po’ fan coil. Questi prodotti partono dalle ca-ratteristiche del prodotto principale di chi li co-struisce: si possono distinguere i radiatori venti-lati dai fan coil a scambio radiante, per arrivare ad altre forme particolari, come il fan coil che di-venta un convettore a circolazione naturale in inverno.

Figura 7 – RADIATORE VENTILATO DAL DISEGNO “TRADIZIONALE”. Negli ultimi anni nella progettazione di radiatori ventilati ci si è spostati verso disegni più tradizionali. Un esempio è Knock on Wood di JAGA

Figura 6 – PIASTRA VENTILATA. I primi prodotti ad essere ventilati sono state le piastre in acciaio a cui si è aggiunto, nella parte inferiore, un ventilatore tangenziale, come nel caso di Ventil Compact di Purmo

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Convegno Expocomfort la versione ventilata del suo Relax (Figura 9), caratterizzato dal fatto che esternamente non si nota alcuna differenza ri-spetto alla versione tradizionale, perché l’aspi-razione in uscita dell’aria viene posta nella zona posteriore e laterale. Molto interessante e inno-vativo il sistema adottato per permettere la tota-le ispezionabilità e la pulizia della zona ventilatori.

Come detto in precedenza, alla temperatura di acqua in ingresso a 45°C la potenza fornita dal terminale si raddoppia quando vengono attivati ventilatori. Forme simili, ma a mandata frontale, caratterizzano il Greenor di Cinier.

Fan coil a scambio radianteAi radiatori ventilati fanno da contraltare i fan

coils a scambio radiante. Olimpia Splendid pro-pone da quasi un decennio il modello Bi2 carat-terizzato dall’aggiunta di una piastra radiante per il funzionamento invernale (Figura 10). In questa stagione il terminale può funzionare sia con che senza ventilatore: la potenza nel secondo caso si riduce a poco meno di un terzo, 600 W con-tro 2.000 W nel modello più piccolo e più adatto al residenziale, (quando la temperatura di ingres-so è di 70°C). È doveroso poi sottolineare l’estre-ma compattezza del terminale, profondo solo 13 cm.

Fan coil d’estate, convettore d’invernoUn’interessante alternativa al sistema ibri-

do fan-coil radiatore è quello ideato da Galletti, che propone un modello di convettore in grado di funzionare ventilato in estate e a circolazione naturale in inverno, grazie all’inserimento di una

Figura 8 e 8a – SCALDASALVIETTE MOBILE. Orientabile di 180° rispetto alla parete grazie alla funzione “twist”, lo scaldasalviette di design Zehnder Roda si compone di un termoventilatore a parete nascosto sul retro del radiatore con emissione d‘aria verso il basso e svincolato sia dalla parete sia dallo scaldasalviette

Figura 10 – FAN COIL CON PIASTRA RADIANTE. Il modello Bi2 di Olimpia Splendid è caratterizzato da una piastra radiante per il funzionamento invernale. Un sistema che permette al terminale di funzionare d’inverno con o senza ventilatore

Figura 9 – RADIATORE VENTILATO DI DESIGN. Verrà presentata a MCE 2012 l’ultima proposta di Irsap, la versione ventilata di Relax, che si caratterizza anche per un sistema che permette la totale ispezionabilità e pulizia della zona ventilatori

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porta anteriore sul mobile da aprire quando si vuole escludere la ventila-zione (Figura 11).

Terminali come parte di un sistema: l’importanza della regolazione

La prossima frontiera è quella di rendere il terminale parte attiva del sistema integrato di regolazione, in grado di colloquiare con il genera-tore e di adattarsi alle sue esigenze. Per i fan coils questa prassi è ormai consolidata perché da molti anni i costruttori propongono sistemi più o meno evoluti, ma è una novità nel campo dei radiatori.

Irsap, ad esempio, sta deposi-tando una serie di brevetti legati proprio alle logiche di regolazione dei radiatori con qualunque gene-ratore ad alta efficienza. Per testare la validità delle proprie idee, il co-struttore italiano ha costruito il la-boratorio di prova descritto nel Box 2. Si sta lavorando su due fronti: da un lato sulle temperature di lavoro, che si possono variare in funzione sia della tipologia di radiatore e di quella del generatore sia delle con-dizioni di funzionamento, dall’al-tro sulle logiche di attivazione di ogni singolo terminale all’interno di un’abitazione.

Quest’ultimo aspetto è fonda-mentale nel caso di utilizzo delle pompe di calore, la cui potenza mas-sima è generalmente molto inferio-re a quella di una caldaia, special-mente nelle ore più fredde dell’anno nel caso di pompe di calore evapo-ranti ad aria.

ConclusioniAl termine di questa breve car-

rellata, per nulla esaustiva e rappre-sentativa di tutte le novità presenti, si può ribadire con forza che i vec-chi terminali d’impianto come ra-diatori e fan coils hanno ancora una lunga vita davanti, quanto meno nel settore della ristrutturazione. Vale la pena concludere citando le paro-le di Maurizio Mamiani (“Storia del-la scienza moderna”, Editori Laterza): “La storia del pensiero scientifico non riguarda soltanto la scoperta di nuo-vi fatti, ma soprattutto l’invenzio-ne di nuovi modi di pensarli”. n

CASA-LABORATORIO. Casa Irsap riproduce un’abitazione di 100 m² dove vengono testati algoritmi di regolazione brevettati, nati per ottimizzare il connubio tra radiatori e generatori ad alta efficienza, dalle caldaie a condensazione alle tradizionali pompe di calore a compressione, fino alle pompe di calore ad assorbimento e alle pompe di calore a CO2

i nuovi laboratori di provaÈ stata ribattezzata CASA IRSAP. Inaugurata a fine gennaio, CASA IRSAP è la testimonianza del flusso e della qualità di investimenti ancora attivi nel settore dei radiatori. Si tratta di un laboratorio di prova che riproduce un appartamento di 100 m² con cinque vani, quattro stanze con bagno. Tutte le pareti esterne e l’intero soffit-to del laboratorio sono costruiti con pannelli radianti, in modo da riprodurre la temperatura delle superfici in-terne delle pareti esposte. Con questo sistema si può riprodurre qualunque situazione, sia di clima che di isola-mento termico.I carichi termici sono simulati da un impianto ad aria VAV a portata variabile con post riscaldamento: le bocchet-te sono poste su un pavimento flessibile e possono essere spostate in funzione del posizionamento del radiato-re, che può avvenire su qualunque parete.Il laboratorio nasce per testare la reazioni in condizioni dinamiche dei radiatori o di un qualunque altro termi-nale. Al suo interno si può simulare ogni condizione di funzionamento, in modo indipendente (locale per locale), seguendo l’andamento dei carichi dovuti non solo al clima, ma anche all’intervento delle persone, all’apertura di una finestra in pieno inverno e alla presenza di ospiti per un pranzo.L’obiettivo è quello di testare la bontà di algoritmi di regolazione brevettati, nati per ottimizzare il connubio tra radiatori e generatori ad alta efficienza, dalle caldaie a condensazione alle tradizionali pompe di calore a com-pressione, fino alle pompe di calore ad assorbimento e alle pompe di calore a CO2.

Figura 11 – FAN COIL A CIRCOLAZIONE NATURALE. Galletti propone un modello di convettore (2x1) in grado di funzionare con ventilazione d’estate e con circolazione naturale d’inverno

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Ufficializzare le cariche deivicepresidenti Bontà e Massae del segretario Pellegatta.

Roberto Di Sanzo

L e vicende di Fukushimasono arrivate inattese eviolente. Esse ci insegnano

che non conosciamo ancora asufficienza la nostra Terra, ed imetodi migliori per soddisfare lenostre attuali esigenze. In questanota riassumiamo le fonti di ener-gia necessarie al nostro progressocivile. Si ribadisce la necessità disviluppare nuove indagini e diaprire nuovi laboratori. Si sottolinea l’importanza delleUniversità, nel loro ampio signi-ficato di deposito di conoscenza,di luogo di indagine attiva suquanto ancora non conosciamo,e di deposito della cultura rag-giunta, da trasmettere alle nuove

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NOVITÀ NEL SOLCODELLATRADIZIONE


Caro Collega, nessuno,meglio di noi tecnici, co-nosce il valore essenzialedell'aggiornamento conti-nuo, oltre quello della cul-tura e, per 60 anni, il no-stro Giornale ha cercatodi soddisfare queste esigen-ze, dandosi una mission“cogliere e interpretare lospirito del tempo” (n.13del 15/7/09) e seguendouna linea editoriale che iostesso nel settembre 2010(n.14 del 1/9/2010) avevoriassunta in sei punti:n “no” alla banalizzazionedei problemi complessi;“si” al dare spazio alle di-verse analisi, purché com-plete, motivate e docu-mentate; n “no” alle soluzioni sem-plicistiche; “si” al sosteneresoluzioni che, pur semplici,tengano conto della com-plessità di partenza e an-che degli effetti di medioperiodo; n “no” all’intolleranza in-tellettuale; “si” alla discus-sione rispettosa delle ideealtrui;n “no” al bla-bla-bla finea sé stesso; “si” al dare spa-zio alle idee portatrici divalore aggiunto;n “no” a una linea edito-riale asservita a interessi diparte; “si” a un’informazio-ne plurale e indipendente;n “no” ad accettare che ilcomportamento eticamen-te corretto finisca là dovecomincia quello “penal-mente rilevante”; “si” adaccettare un limite eticotanto più stringente quanto

ANNO ACCADEMICO/1

POLITECNICODI MILANO:Crescita e sostenibilità

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ANNO ACCADEMICO/2

UNIVERSITÀDEL SALENTO:Conoscienza e sapere

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RICHIAMO3

TITOLO DELRICHIAMO:

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GOVERNO TECNICO

C’è solo un ingegnere nella squadra La decisione desta meraviglia e rammarico e richiama all’impegno dott. ing Franco Ligonzo

Sia chiaro: la mia meraviglianon è per nulla una critica

alla scelta dei ministrifatta dal Premier,Prof. Mario Monti,ma è la reazione alfatto che nel suocosiddetto “gover-no tecnico” c’è un

solo ingegnere. Cer-tamente quest’unico

ingegnere è personaben nota: il Prof. Ing. Fran-

cesco Profumo, infatti, è sta-to a lungo rettore del Poli-tecnico di Torino e da qual-che mese era passato allapresidenza del CNR. E ilministero dell’Istruzione, del-l’Università e della Ricerca,che gli è stato affidato, sap-piamo essere di grandissimopeso in un’economia dellaconoscenza. Meraviglia, pe-rò, che non siano stati sceltialtri ingegneri-architetti-geo-

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La crisi finanziariae quella culturaleNel 1996 ho pubbli-

cato un libro (1) cheesaminava per di-

versi paesi industrializzatil’evoluzione – dal 1960 al1995 – di economia, occu-pazione, forza lavoro; de-mografia per sesso, fasced’età, fertilità, mortalità, du-rata della vita, processi mi-gratori; società (come l’in-gresso delle donne sul mer-cato del lavoro); necessitàdi una continua crescitaeconomica in tutto il mon-do in un contesto di globa-lizzazione crescente, e quin-

di di competizione semprepiù diretta tra le diverse areegeopolitiche. L’evoluzionerichiedeva cambiamentistrutturali di lavoro e occu-pazione: aumento dell’etàlavorativa (fino a 65–70 an-ni) dovuto alla maggior du-rata della vita; scomparsadi tante attività del passatoe comparsa di altre del tuttonuove; riduzione del lavorodipendente a favore di quel-lo autonomo; attività sem-pre più sofisticate e prepa-

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ENERGIA NUCLEARE

La situazione mondiale dopo Fukushimadott. ing. Alessandro clerici



1563N. 1 - Gennaio 2012 www.giornaleingegnere.it Dal 1952 periodico di informazione

per ingegneri e architetti°

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SPECIALE/ Sostenibilità nell’edilizia

FOCUS/ Benessere termico

Considerando la crescita della domanda di alloggi a bassocosto e l'esigenza di una maggiore sostenibilità degli insediamenti, l’edilizia residenziale sociale ben si presta persperimentare nuove soluzioni progettuali improntate sul



#221Novembre/Dicembre 2011

bimestrale

ORGANO UFFICIALE ANGAISA (Associazione Nazionale Commercianti Articoli Idrotermosanitari, Climatizzazione, Pavimenti, Rivestimenti ed Arredobagno) 11 Euro

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#221 - NOVEMBRE/DICEM

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C L A S S I F I C H EDistributori e produttori escono dalla crisi, o quasi

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ISOLAMENTOcome funziona il cappotto acustico?

RETROFIT ENERGETICOre-Skinning awards for buildings

MITI DA SFATAREl’elettrosmog fa male?

EVENTIreport Mce 2010

IMPIANTISatelliti d’utenza

MONDO

MERCOLEDÌ 18 GENNAIO 2012NEWSLETTER – Nr.01 — Pag.1

NewsletterNr.01 – MERCOLEDÌ 18 GENNAIO 2012

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Andamento del prezzo del petrolio e dei prezzi dell'energia elettrica e del gas per un consumatore domestico tipo

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Brent ($/b)

Brent (€/b)

Prezzo energia elettrica (consumatore domestico tipo)

Prezzo gas (consumatore domestico tipo)

Perché la trattativa privata non piace all’AntitrustLa Manovra Salva

Italia cambia i lavori pubblici

Le Rinnovabili sono la causa degli aumenti della bolletta elettrica

Modello tedesco per le tariffePRESIDENTE CNI

RAPPORTO CNI SUI BANDI DI PROGETTAZIONE

Infrastrutture e project

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BANDINOVITÀ NORMATIVE

IMMOBILIAREENERGIA E RETIPROFESSIONIIMPIANTI

FOCUS TECNOLOGICOTERRITORIO E AMBIENTEMATERIALIPERSONAGGI

#1260

Nel presente articolo si intendono descrivere i principi fisici di base che regolano il pro-cesso di scambio termico tra il terreno ed

un sistema di scambiatori interrati nelle applica-zioni a pompa di calore a circuito chiuso (Ground Coupled Heat Pumps, GCHP). Questa breve ana-lisi riguarderà gli scambiatori interrati vertica-li (Borehole Heat Exchangers, BHE), operanti in assenza di significativa circolazione d’acqua nel suolo, condizione per la quale il meccanismo di trasmissione del calore preminente è la condu-zione termica.

Il comportamento di uno scambiatore di ca-lore a sviluppo lineare inserito nel terreno è sta-to oggetto di numerosi studi teorici (tra i contri-buti più importanti quelli di Ingersoll et. al., 1954 ed Eskilson, 1987) ed analisi di tipo sperimentale (e.g. Ribach e Eugster, 2002).

Prendendo spunto dal lavoro sperimentale di Ribach e Eugster, che hanno effettuato misure di temperatura nel terreno, per svariati anni, nei pressi di una sonda verticale di 110 m installata in Svizzera, è possibile fare una serie di considera-zioni sul peculiare comportamento degli scam-biatori di calore di tipo geotermico. Collettori sonde geotermiche

Dinamica termica del terreno e dimensionamento degli impianti di calore a pompa di calore geotermica

di Marco Fossa e Danila Dalla Pietà *

Geotermia, analisi tempovariante

Geotermia

#12 61

dynamic ground behaviour and design issues in geothermal heat pump systemsIn the present article is intended to describe the basic physical principles that govern the process of heat exchange between the soil and a system of underground heat exchangers in heat pump applications in closed circuit (Ground Coupled Heat Pumps, GCHP). This brief analysis will exchangers underground vertical (Borehole Heat Exchangers, BHE), opera-ting in the absence of significant movement of water in the soil, condition for which the mechanism of heat transfer is the primary thermal conduction.

Keywords: GCHP, BHE, geothermal heat pump

Effetti termici di breve e lungo periodoÈ facile osservare come gli effetti di perturbazione del campo

termico, di lungo e breve periodo, dipendono da tre principali fat-tori: le proprietà termofisiche del terreno (conducibilità termica in primis), l’entità e le modalità del prelievo termico (energia preleva-ta), la geometria dello scambiatore (lunghezza complessiva, mu-tua disposizione degli scambiatori nel caso di campi sonde).

Si rimarca infine come il processo dinamico di scambio ter-mico abbia come effetto quello di modificare la temperatura del terreno in prossimità del perimetro dello scambiatore interrato, temperatura di parete da cui dipende la temperatura del fluido termovettore che percorre lo scambiatore medesimo. Dalla tem-peratura del fluido vettore, come è noto, dipendono infine le pre-stazioni (COP) della pompa di calore.

Distribuzione radiale di temperatura nel tempoUn’altra interessante rappresentazione grafica del fenomeno è

una elaborazione dell’Autore su dati di M.Bernier, del Politecnico di Montreal. La Figura 2 riporta l’andamento delle temperature in dire-zione radiale rispetto ad una sonda di 100 m di profondità, inserita in un terreno avente come proprietà termofisiche conducibilità termi-ca pari a 2,1 W/mK e diffusività termica pari a 0,08 m2/giorno. La son-da viene attivata con una potenza di estrazione pari a 2,5 kW (cui cor-rispondono 25 W/m). La Figura 2 riporta in particolare il profilo radiale di temperatura nel terreno dopo un giorno e dopo una settimana.

Scambio termico tra il terreno e i geoscambiatoriSi prendano in esame la Figure 1a e 1b, che riportano l’andamento

delle temperature nel terreno in diverse posizioni radiali e lungo l’asse della sonda. Entrambe le figure mostrano che quando il geoscambia-tore è attivo (in questo caso viene asportato calore al terreno), il cam-po di temperature originario (dove la temperatura variava debolmente con la profondità ma rimaneva costante con la distanza radiale) viene fortemente perturbato dallo scambio termico.

In particolare la temperatura indisturbata del terreno (nel caso spe-cifico circa 11°C), che caratterizzava tutto il volume di terreno intorno alla sonda, progressivamente viene a ritrovarsi soltanto a una qualche distanza (via via crescente nel tempo) dallo scambiatore medesimo.

L’effetto di raffreddamento del terreno nelle vicinanze della sonda si manifesta inoltre con modalità dinamiche e con scale temporali tra loro molto diverse, che vanno dalle ore agli anni.

Come mostra la Figura 1b in particolare, una porzione di terreno mostra una risposta di breve periodo (connessa ai cicli di avvio/arresto della pompa di calore) e la temperatura alla parete della sonda in que-sto caso scende fino a circa 3°C; una porzione di terreno più vasta è ca-ratterizzata inoltre da una risposta di lungo periodo, dovuta al succe-dersi degli anni di funzionamento.

Gli effetti di lungo periodo in particolare mostrano come il terreno rimanga “permanentemente” perturbato nei pressi della sonda, anche quando la sonda non è attiva (per esempio alla fine del periodo in-vernale di funzionamento). Questa perturbazione del campo di tem-perature di lungo periodo provoca una progressiva diminuzione della temperatura del terreno nei pressi della sonda rispetto alla temperatu-ra originaria indisturbata. Questa condizione di alterazione del campo di temperatura definita “permanente” si annulla nel corso di molteplici anni, se il prelievo di calore viene a cessare.

Figura 2 – DISTRIBUZIONE RADIALE DI TEMPERATURA nel tempo durante il prelievo continuativo di calore a partire dalla condizione indisturbata Fonte: Corso Progettazione Sistemi Geotermici a Bassa Entalpia, Univ. di Genova, 2010

Figura 1 (a e b) – DISTRIBUZIONE DI TEMPERATURA NEL TERRENO nei pressi di uno geoscambiatore verticale: distribuzione nello spazio e nel tempo Fonte: Ribach ed Eugster

a) b)

62 #12

I due profili di temperatura mostrano come la temperatura alla periferia della sonda (qui in-dicata con Tbhe) passi dagli iniziali 10°C (tempe-ratura di terreno indisturbato) a 6,6°C dopo un giorno e a 4,9°C dopo una settimana di funzio-namento continuativo.

Si prenda inoltre in considerazione lo sche-ma elettrotermico di Figura 3a, dove compaio-no i potenziali temperatura del terreno indistur-bato (Tgr,∞), temperatura alla periferia della sonda (Tbhe) e temperatura media del fluido all’interno dei tubi di mandata e ritorno (Tf,ave). Questo sche-ma, nella sua apparente semplicità, nasconde la

non può dirsi della resistenza del terreno Rground , che varia nel tem-po in funzione di diversi parame-tri, incluse le caratteristiche (tipi-camente tempovarianti anch’esse) del carico termico cui il terreno è sottoposto.

Tornando all’analisi della Figura 2, in base alle definizioni di resi-stenza termica che risultano dal modello, il valore di Rground dopo un giorno di funzionamento risul-ta circa 0,14 mK/W, mentre dopo una settimana tale valore risulta quasi raddoppiato (0,22 mK/W).

Se l’estrazione termica si arre-stasse, il valore di resistenza termi-ca del terreno scenderebbe gra-dualmente nuovamente a zero e la temperatura di parete raggiun-gerebbe nuovamente il valore indisturbato.

Cosa accade (a parità di flusso termico estratto in maniera conti-nuativa) alla temperatura del flui-do all’interno della sonda durante il transitorio qui ipotizzato?

Se poniamo che la resistenza Rbhe valga 0,10 mK/W (valore re-alistico per tubazioni a doppio U con moto turbolento e malta ben-tonitica ad alta conducibilità) ed ipotizziamo la temperatura indi-sturbata pari a 10°C, risulta da fa-cili calcoli che la temperatura me-dia del fluido Tf, ave dopo un giorno vale 4,1°C mentre dopo una setti-mana è pari a 2,4°C.

La conseguenza di questo com-portamento transitorio, come ricor-da la Figura 3b, è che il coefficiente di prestazione della macchina varia nel tempo, perché nel tempo varia

grande difficoltà della stima delle resistenze ter-miche Rbhe , che riguarda gli scambi termici all’in-terno della sonda interrata, e Rground , che descri-ve il comportamento tempovariante del terreno.

Se, sotto opportune ipotesi semplificative, la resistenza termica Rbhe può considerarsi invarian-te nel tempo e stimabile con opportuni modelli (e.g. Zeng et al. 2003), note le caratteristiche del fluido, delle tubature e del materiale di riempi-mento utilizzato nella perforazione, altrettanto

Figura 3 (a, b) – MODELLO A DUE RESISTENZE TERMICHE per la descrizione degli scambi di calore nel terreno e schema di una pompa di calore geotermica Fonte: Corso Progettazione Sistemi geotermici a bassa entalpia, Univ. di Genova, 2010

Test GRT eseguito in Germania con unità mobile

a) b)

63#12

la temperatura del fluido termo-vettore che attraversa il vaporizza-tore della pompa di calore.

Prestazioni energetiche delle pompe di calore geotermiche ed analisi tempovariante

L’analisi delle prestazioni di una pompa di calore (sia essa a com-pressione di vapore che del tipo ad assorbimento) non possono prescindere dalla conoscenza del suo coefficiente di prestazione (o GUE nel caso di macchine ad as-sorbimento alimentate a gas) du-rante le operazioni di climatizza-zione necessarie all’edificio.

La norma UNI 11300-4 descri-ve una procedura per la stima del fabbisogno di energia primaria per le pompe di calore incentrata sulla conoscenza del COP.

Nel paragrafo precedente si è cercato di dimostrare come il COP di una pompa di calore asservita ad un sistema geotermico di tipo chiuso sia caratterizzato da un comportamento tempovariante, che non può prescindere da mo-delli di calcolo intrinsecamente tempovarianti e basati sulla solu-zione dell’equazione generaliz-zata di Fourier della conduzione termica.

Il calcolo del COP pertanto non può in questo caso essere affida-to all’introduzione di coefficienti correttivi (rispetto al COP nomina-le della macchina), perché sono le condizioni operative (caratteristi-che tempovarianti del carico), le caratteristiche degli scambiatori

serie di modelli cosiddetti “ibridi” per la soluzio-ne dell’equazione della conduzione su orizzonti temporali molto lunghi (10-20 anni) con step di avanzamento del calcolo anche molto brevi (si-mulazioni orarie o sub orarie).

Questi modelli ibridi utilizzano funzioni di trasferimento termiche (thermal response fac-tors) precedentemente calcolate, la cui soluzio-ne viene “sovrapposta” nel tempo e nello spazio (Fossa 2011). Questo approccio risulta estrema-mente efficiente in termini di tempo di calcolo.

In genere è sufficiente risolvere il problema di lungo periodo con step di avanzamento di tipo mensile, o individuando un numero ridot-to di step temporali di ampiezza variabile, come suggerisce il metodo Ashrae (Kavanaugh & Rafferty, 1997) e come recentemente riproposto nella norma CTI GL-608. L’approccio ibrido con periodo di avanzamento di tipo mensile è stato

interrati e le proprietà termofisiche del terreno a determinare le condizioni alle quali la pompa di calore si trova ad operare (temperatura di ritorno del fluido termovettore).

Come può il progettista del campo sonde o il tecnico chiamato ad effettuare una analisi ener-getica del sistema edificio-impianto stimare le temperature di funzionamento, scegliere la geo-metria migliore del campo sonde, stimare i con-sumi della macchina?

Sviluppo di modelli “ibridi” per la soluzione dell’equazione della conduzione termica

La risposta risiede come già detto nella so-luzione dell’equazione generalizzata di Fourier.

I già citati studi di Ingersoll et al. (1954), Eskilson (1987), quelli più recenti di Kavanaugh & Rafferty (1997), Spittler (1999), Bernier (2001), solo per ci-tarne alcuni, hanno consentito di sviluppare una

Figura 3 – CARICHI TERMICI MENSILI ALL’EDIFICIO (dati di input, EED) e DISTRIBUZIONE DI TEMPERATURA AL FLUIDO VETTORE (dati di Output, TecGeo)

Macchina per perforazioni geotermiche

64 #12

adottato in diversi codici di calcolo commercia-li, tra cui devono essere menzionati il codice EED 3.0 e l’americano GLHEPRO.

Calocolo dinamico su base mensile: il codice TecGeoUn programma di calcolo simile e operativa-

mente analogo ai due citati è anche quello svi-luppato all’università di Genova e denominato TecGeo (Dalla Pietà, Tesi di Dottorato, 2011, Dalla Pietà e Fossa, 2007).

Questo tipo di approccio basato su calcoli mensili non può essere risolto senza il supporto di un codice di calcolo dedicato.

Il calcolo inoltre richiede come dati di input l’andamento del fabbisogno termico (mensile) dell’edificio, la geometria del campo sonde, le ca-ratteristiche del terreno. Questi programmi di cal-colo forniscono, come risultati, i valori medi men-sili della temperatura del fluido termovettore di ritorno dal campo sonde e consentono di modifi-care la geometria degli scambiatori interrati (mu-tua disposizione, lunghezza complessiva, etc) per effettuare analisi comparative di ottimizzazione.

Una volta disponibili le temperature medie mensili del fluido termovettore, sarà possibile stimare il COP della macchina ed il fabbisogno di energia primaria relativo alle operazioni di clima-tizzazione, valutato anch’esso mese per mese.

Le Figure 3a e 3b mostrano un esempio dei dati di input ed output relativi al codice di calco-lo EED ed al codice TecGeo.

Il calcolo secondo la metodologia Ashrae-CTI prende in considerazione soltanto tre carichi termici, uno rappresentativo del carico termico medio durante il lungo periodo (10 anni), il cari-co termico rappresentativo del mese dell’anno più sfavorevole (sia per la climatizzazione inver-nale che per quella estiva se presente) ed un ca-rico termico di durata esaoraria rappresentativo del giorno più sfavorevole del mese considerato.

La metologia Ashrae-CTI è stata recentemen-te analizzata in un articolo (Fossa, 2011), che può chiarire molti aspetti della formulazione fisico-matematica su cui si basa il metodo di calcolo.

realistica stima dei consumi del-la macchina deve contemplare la conoscenza dei fabbisogni termi-ci dell’edificio durante tutto l’arco di vita dell’impianto ed avvalersi di modelli di calcolo in regime transi-torio, utilizzanti opportune funzio-ni di trasferimento termico oppu-re modelli FEM (molto onerosi dal punto di vista del tempo di calcolo) per la soluzione numerica del pro-blema tridimensionale della con-duzione tempovariante. n

ConclusioniPer concludere questa sintetica trattazio-

ne si può sicuramente affermare che il funzio-namento di un sistema geotermico a bassa en-talpia, per le caratteristiche intrinseche di tipo tempovariante riguardanti gli scambi energeti-ci al terreno, presenta peculiarità che lo distin-guono nettamente dagli altri impianti per la climatizzazione.

In questo senso appare assolutamente non percorribile alcuna analisi energetica di tipo stazionario per determinare le prestazioni di una pompa di calore collegata al terreno. Una

bibliograFia • ASHRAE handbook-HVAC Applications, Chapter 32, Geothermal Energy, (2003). • Bernier M.A., Ground Coupled Heat Pump System Simulation. ASHRAE Transactions, 106, pp. 605-616

(2001) • Dalla Pietà D., Modelli dinamici per il dimensionamento degli scambiatori interrati verticali per applicazioni

geotermiche a pompa di calore, Tesi di dottorato, Università di Genova, (2011). • Dalla Pietà D., Fossa M., A Tool for Borehole Heat Exchanger Design for Ground-Source Heat Pump

Applications, Climamed Conference pp. 527-543, (2007). • Eskilson P., Thermal Analysis of Heat Extraction Boreholes. Ph.D. Thesis, Lund University of Technology,

Sweden, (1987). • EurObserv’ER, Heat Pumps Barometer, (2009). • Fossa M. 2011. The Temperature Penalty Approach to the Design of Borehole Heat Exchangers for Heat Pump

Applications, Energy and Buildings, 43; pp.1473-1479 (2011). • Kavanaugh S.P., Rafferty K., Ground-Source Heat Pumps – Design of Geothermal System for Commercial and

Institutional Buildings. ASHRAE, Atlanta, (1997). • Ingersoll L.R., Zobel O.J., Ingersoll A.C. Heat Conduction with Engineering, Geological, and other Applications,

McGraw-Hill, New York, (1954). • Rybach L., Eugster W.J., “Sustainability aspects of geothermal heat pumps”, Proc. 27th Workshop on

Geothermal Reservoir Eng., Stanford University, Stanford, California, (2002). • Spitler J.D., Yavuzturk C., A Short Time Step Response Factor Model for Vertical Ground Loop Heat Exchangers.

ASHRAE Transactions, 105, pp. 475-485 (1999). • Zeng H., Diao N., Fang Z., Heat Tranfer Analysis of Boreholes in Vertical Ground Heat Exchangers. International

Journal of Heat and Mass Transfer, 46, pp. 4467–4481 (2003). • Uni-CTI GL608, Sistemi Geotermici a Pompa di Calore: Requisiti per il dimensionamento e la progettazione,

(2010). • Università degli Studi di Genova, Corso Progettazione di Sistemi Geotermici a Bassa Entalpia per Applicazioni

a Pompa di Calore, www.ditec.unige.it/corso_pdcgeo

il metodo ashrae-ctiSintetizzando il metodo Ashrae-CTI si basa sulla formula (3)

(3)

che contiene i carichi termici decennale Q̇y, mensile Q̇m e esaorario Q̇h, tutti espres-si in W.Le quantità indicate con R sono resistenze termiche equivalenti al terreno (espres-se ancora in mK/W e da stimarsi con il cosiddetto modello della sorgente cilindrica infinita SCI, Ingersoll et al., 1954). L rappresenta la lunghezza complessiva degli scambiatori interrati verticali e Tf,ave in questo caso è la temperatura media del fluido vettore nel caso più sfavorevole.Tp rappresenta infine un termine correttivo che tiene conto della effettiva geo-metria del campo sonde rispetto all’ipotesi di sorgente cilindrica di lunghezza

infinita e che è stato chiamato “temperature penalty” o “temperatura di pena-lizzazione”. Tale termine correttivo (espresso in °C) è in qualche maniera correlato all’interferenza termica di sonde adiacenti, ma assume valore non nullo anche nel caso di sonda singola di lunghezza finita (Fossa, 2011).Utilizzando la metodologia sintetizzata nell’espressione (3) è possibile calcolare, noti i carichi termici richiesti dall’edificio nei vari mesi e nei vari anni, la tempera-tura del fluido termovettore nel caso più sfavorevole dell’anno e quindi il COP più basso ottenibile.Risulta pertanto evidente che se da un punto di vista del dimensionamento del campo sonde il metodo Ashrae-CTI risulta cautelativo e consente di effettuare un calcolo in condizioni di “progetto”, se utilizzato per analisi di tipo energetico risul-ta sicuramente troppo severo nel computo dei consumi di energia primaria della pompa di calore.

* Marco Fossa, A/Prof e Danila Dalla Pietà, PhD, Dime – Università degli Studi di Genova

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#1266

presentano al mercato come stru-menti efficaci per operazioni di retrofit in quasi la totalità delle ti-pologie impiantistiche classiche presenti nell’edilizia. Nel presen-te articolo si descriverà la realizza-zione di una ristrutturazione degli impianti presso l’edificio residen-ziale di Via Gabba (zona Brera) a Milano. Nell’esempio realizzativo

quindi, all’utilizzo di determinati sistemi di dif-fusione del calore negli ambienti. Tali vincoli, in caso di riqualificazione energetica di un edificio esistente, costituiscono un problema spesso di difficile soluzione.

Le pompe di calore ad assorbimento, defini-te GAHP dalla norma EN 12309, essendo in grado di raggiungere anche temperature elevate dei fluidi termovettori con ottime efficienze anche alle basse temperature della sorgente fredda, si

L’impiego di fonti rinnovabili negli edifici esisten-ti soggetti ad una rilevante ristrutturazione è spesso semplicisticamente ricondotto

all’impiego di sistemi di captazione dell’energia solare. Tuttavia, la Direttiva europea 2009-28-CE e il “Decreto rinnovabili” n. 28 del 3 marzo 2011 consentono oggi di ampliare la possibilità di scel-ta delle energie rinnovabili utilizzabili in ambito impiantistico termotecnico, affiancando all’e-nergia diretta del sole anche l’energia termica di origine solare indiretta presente nell’aria, sfrut-tata attraverso il funzionamento di una pompa di calore e definita dalle stesse norme “energia rinnovabile aerotermica”. L’impiego di pompe di calore negli impianti di climatizzazione è però vincolato alle temperature massime del fluido termovettore ottenibili dalle apparecchiature e,

IN COPERTURA. Veduta dell’area macchine sulla copertura dello stabile

Un’applicazione con pompe di calore ad assorbimento nel cuore di Milano ha permesso di ottenere una riduzione complessiva di 342.910 kWh/anno nei consumi di energia primaria del sottosistema di generazione dell’impianto

di Massimo Ghisleni*

Riqualificazione energeticadi uno stabile di inizio ’900

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#12 67

L’impianto di climatizzazione e il sottosistema di generazione GAHP

Le tipologie impiantistiche all’interno della struttura si differenziano quindi a seconda del-la destinazione d’uso della stessa, sia per quanto

richiesto allo studio di progettazione di preve-dere sistemi atti a sfruttare energie rinnovabili, allo scopo di ridurre in modo significativo i con-sumi di energia primaria e quindi anche i costi di gestione della struttura stessa.

qui presentato, la porzione di ri-sparmio energetico di maggio-re entità è stata ottenuta agendo sul sottosistema di generazione dell’energia termica, scelto espres-samente per questo scopo dal-la Committenza e dallo studio di progettazione Energyproject – ing. Cazzaniga.

Lo stabileLo stabile di Via Gabba è una

struttura adibita ad uffici e abita-zioni di lusso, realizzata nei primi anni del ’900 a Milano. Volendo ri-qualificare l’involucro edilizio, au-mentandone anche il valore eco-nomico, sin da subito si è pensato ad una revisione completa a par-tire dalle strutture edili. Una dia-gnosi energetica condotta dallo studio di progettazione ha quin-di portato all’individuazione delle strutture murarie più idonee per ridurre drasticamente i fabbisogni energetici della struttura. Lo sco-po era anche quello di rendere l’e-dificio ristrutturato moderno ed efficiente dal punto di vista ener-getico, rispettando al contempo il suo inserimento nel contesto del centro storico milanese. Da un punto di vista architettonico si è quindi cercato di integrare l’aspet-to energetico con l’estetica dell’e-dificio, la quale non poteva risulta-re stravolta dalle azioni di retrofit energetico. Essendo la destinazio-ne d’uso dei locali variegata su tre tipologie differenti (residenziale, direzionale e commerciale), chia-ramente tutto ciò ha influito sul-le potenze termiche e frigorifere necessarie, nonché sulla tipologia degli utilizzatori e sul lay-out de-gli impianti. Le utenze residenziali e direzionali sono state progetta-te per un servizio di riscaldamen-to e condizionamento ad inversio-ne stagionale, mentre le utenze commerciali e direzionali – poste ai piani terra e al primo piano – ne-cessitano di un servizio di riscalda-mento e condizionamento anche contemporaneo e quindi basato su di un impianto a quattro tubi. Essendo le utenze sia direzionali che commerciali particolarmente energivore, visto l’alto grado di uti-lizzo della struttura e degli impian-ti tecnologici, la Committenza ha

Quanto consuma?L’edificio è posto su otto livelli fuori terra per una superficie complessiva riscaldata di circa 25.591 m³ con un rappor-to S/V pari a 0,340. Grazie ad un primo strato di laterizi forati da 80 mm, a un’intercapedine d’aria di 40 mm, a un ma-terassino isolante in pannelli di fibra di vetro di 80 mm e un secondo ed ultimo strato di laterizi forati da 120 mm, le pareti perimetrali esterne hanno raggiunto un valore di trasmittanza totale pari a circa 0,285 W/[m²K]. Le superfici trasparenti sono state realizzate con serramenti vetrati 6.124/4 ENERGY N/POLARIS, aventi trasmittanza pari a 1,624 W/[m²K], mentre la copertura dello stabile, realizzata con soletta interna in laterizio da 130 mm, strato isolante in poliestere espanso estruso da 40 mm e sottofondo in sabbia e cemento con impermeabilizzazione in bitume, ha raggiunto un valore di trasmittanza pari a 0,537 W/[m²K]. La potenza termica totale richiesta dall’edificio è risulta-ta quindi di 812 kW, mentre la potenza frigorifera necessaria per il servizio di climatizzazione estiva è di 1207 kW.

Figura 2 – CONTESTO URBANO. Inserimento della struttura edile ristrutturata nel contesto urbano cittadino

Figura 1 – POST-RISTRUTTURAZIONE. L’edificio di via Gabba a Milano a seguito della ristrutturazione e riqualificazione energetica

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riguarda il sistema di distribuzione adottato che per la tipologia dei sistemi di cessione dell’ener-gia in ambiente. Gli appartamenti e gli studi pro-fessionali presenti sono dotati di un impianto a due tubi per riscaldamento o condizionamen-to simultanei e la cessione dell’energia avviene attraverso pannelli radianti a pavimento e ven-tilconvettori, i quali sono utilizzati per la deu-midificazione estiva dei locali. Mentre per l’atti-vità commerciale del piano terra e per gli uffici del piano primo è stato utilizzato un impianto a quattro tubi idoneo per un servizio di clima-tizzazione di riscaldamento e condizionamen-to contemporanei. Gli apparecchi utilizzatori in quest’ultimo caso sono costituiti da ventilcon-vettori idronici sia a parete che a soffitto.

Per massimizzare gli effetti di sfruttamento dell’energia rinnovabile si è scelto di ricorrere alle pompe di calore; nello specifico è stato realizza-to un impianto costituito da ventisette pompe di calore ad assorbimento invertibili Robur GAHP-AR alimentate a gas metano. Questa scelta è sta-ta effettuata dopo aver preso in considerazione le prestazioni in riscaldamento della pompa e l’e-secuzione dei cicli di sbrinamento della batteria alettata, i quali avvengono in 180 secondi senza ridurre l’efficienza media stagionale della mac-china e senza interrompere il servizio di riscalda-mento dell’edificio. Alle pompe di calore sono stati in seguito aggiunti trentuno refrigeratori ad assorbimento Robur ACF 60-00 per raggiungere le potenze frigorifere di picco estive e tre caldaie Robur Caldaria Condensing collegate a due ser-batoi a doppio serpentino per la produzione di acqua calda sanitaria per l’intero stabile. Una vol-ta completato, l’impianto è riuscito a contenere gli impegni elettrici della struttura. Infatti, a fron-te di una potenza frigorifera pari a 1,2 MW, l’im-pegno elettrico delle apparecchiature ad assor-bimento ammonta ad un massimale di soli 52,2 kW, ovvero circa 1/20 rispetto alla potenza frigori-fera massima erogata e 1/15 rispetto alla potenza termica massima erogata. Tutto ciò ha permes-so l’esecuzione di impianti elettrici più sempli-ci e la possibilità di evitare la realizzazione di ca-bine elettriche anche se di piccole dimensioni.

Utenza Qh potenza termica (kW)

Qc potenza frigorifera (kW)

Nº pompe di calore Nº refrigeratori

Piani Terra e 1º 203 306 6 GAHP-AR 8 ACF 60-00

Piano 2º 116 204 4 GAHP-AR 5 ACF 60-00







Figura 3 – ELENCO DEI SOTTOSISTEMI DI GENERAZIONE SUDDIVISI PER IMPIANTI DI PIANO. Dal punto di vista della generazione dell’energia, l’intero impianto è suddiviso in sottosistemi di generazione indipendenti, gestiti elettronicamente dalle singole macro-utenze. Nel prospetto sono riportate le diverse macro-utenze servite dai sottosistemi generazione. L’impianto dei piani primo e terra prevede nelle mezze stagioni l’accensione delle pompe di calore GAHP-AR in funzione di riscaldamento, mentre i refrigeratori ACF sono tenuti accesi per la funzione condizionamento, un sistema elettronico di regolazione appositamente studiato ne consente l’esercizio contemporaneo

Figura 5 – VEDUTA DELL’AREA MACCHINE IN COPERTURA CON IN EVIDENZA LA BARRIERA ESTETICA E ACUSTICA. Il posizionamento delle unità è effettuato in copertura, area completamente dedicata agli impianti tecnologici. Per ovviare a problematiche di ordine estetico e prevenire eventuali contestazioni dovute alle emissioni acustiche, si è previsto in fase di progetto un mascheramento dell’area tecnologica a mezzo di barriere fono-assorbenti, ben inserite nel contesto urbano nel quale sorge la struttura

Figura 4 – POSIZIONAMENTO A TETTO DELLE POMPE DI CALORE AD ASSORBIMENTO

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L’energia rinnovabile aerotermica sfruttabile attraverso le pompe di calore GAHP-AR va ad aggiungersi a quella captata dai pannelli solari piani asserviti al sistema di produ-zione acqua calda sanitaria.

RisultatiIl sottosistema installato, ope-

rante ad una temperatura di cir-ca 50°C del fluido termovettore caldo, è caratterizzato da un’ef-ficienza media stagionale inver-nale pari a circa il 134% riferita al consumo di combustibile gasso-so. Comparando la moderna tec-nologia ad assorbimento con la preesistente centrale termo-fri-gorifera composta da una calda-ia a metano di vecchia tipologia (rendimento medio stagionale η = 88%) e da un gruppo frigorifero di vecchia concezione (coefficien-te di prestazione medio stagiona-le EER = 2,3), il retrofit del sistema edificio impianto ha portato ad un risparmio energetico annua-le stimabile in 20 tonnellate equi-valenti di petrolio (tep), ottenen-do una riduzione complessiva di 342.910 kWh/anno nei consumi di energia primaria del sottosistema di generazione dell’impianto. Tale risparmio energetico è dovuto in massima parte all’introduzione di energia rinnovabile aerotermica, ottenuta con il funzionamento delle pompe di calore ad assorbi-mento nella sola stagione inverna-le. La quantità di energia rinnova-bile utilizzata dall’impianto è pari a 316.017 kWh/anno, nonostan-te le rigide temperature inverna-li della pianura lombarda e le ele-vate temperature necessarie agli utilizzatori per mantenere il giusto grado di comfort nell’edificio. Per

la produzione di acqua calda sanitaria, è costitu-ito da 10 pannelli solari piani per una superficie complessiva di circa 20 m², inclinati di 45° rispetto all’orizzonte e orientati a sud. I risultati attesi dal si-stema di captazione descritto sono riassunti nel-la Figura 9, insieme ai risultati mensili ottenibili in inverno dal sistema GAHP ad assorbimento. Il bi-lancio ottenuto mostra come, nel caso specifico, la massima parte di energia rinnovabile è otte-nuta dall’esercizio invernale delle pompe di calo-re ad assorbimento aerotermiche GAHP-AR. n

* Massimo Ghisleni,� Robur Spa

il servizio estivo invece si è potuto ridurre l’im-pegno elettrico della struttura di 402 kW, con-sentendo la realizzazione di un impianto elet-trico più semplice e sicuro ed evitando anche la necessità di un doppio contatore per la gestio-ne delle pompe di calore (necessità che per una pompa di calore elettrica invece rimane obbli-gatorio). I dati sopra riportati hanno consentito una stima del risparmio economico nella gestio-ne energetica annuale dell’impianto pari al 31% in meno rispetto alla situazione precedente.

Il sistema di captazione solare, dimensionato per coprire la metà dei fabbisogni energetici per

Figura 6 – CONSUMI IN MJ. Grafico ad istogramma dei consumi d’energia primaria espressa in MJ

Figura 7 – RIPARTIZIONE DEI CONSUMI ENERGETICI DEL SOTTOSISTEMA DI GENERAZIONE IN POMPA DI CALORE AD ASSORBIMENTO. La sigla “gas” identifica il consumo d’energia primaria dovuta alla combustione del gas metano; la sigla “EE” identifica il consumo di energia elettrica; la sigla “Erin” identifica la frazione di energia rinnovabile introdotta rispetto all’intero fabbisogno servito

Figura 8 – EMISSIONI DI CO2. Grafico ad istogramma delle emissioni di anidride carbonica in atmosfera espressa in kg

Figura 9 – RIEPILOGO energia termica richiesta dall’edificio e energie rinnovabili entranti

MeseEnergia termica necessaria per ACS kWh/mese

Energia termica riscald.

kWh/mese

Energia termica captata dal sole dai pannelli kWh/mese

Energia rinnovabile captata dalla

GAHP kWh/mese

Totale energia rinnovabile kWh/mese

Gennaio 2523 247174 300 66274 66574

Febbraio 2279 188175 706 56928 57634

Marzo 2523 135457 1364 47408 48772

Aprile 2441 33301 1673 12424 14097

Maggio 2523 -- 1833 -- 1833

Giugno 2441 -- 1785 -- 1785

Luglio 2523 -- 2225 -- 2225

Agosto 2523 -- 2206 -- 2206

Settembre 2441 -- 1791 -- 1791

Ottobre 2523 39056 1159 14636 15795

Novembre 2441 154622 503 52828 53331

Dicembre 2523 228124 280 65520 65800

Totali annuali 29702 1025910 15825 316017 331842

#1270

Normativa

La TS si applica sia a pompe di calore a compressione di vapore azionate da motore elettrico sia a pompe di calore ad assorbimen-to utilizzanti come fonti di energia

TS. Come si può evincere manca la produzione di energia per il raffrescamento che verrà tratta-ta separatamente all’interno della revisione del-la parte 3 della serie di specifiche tecniche UNI/TS 11300.

La UNI/TS 11300 parTe 4� (di seguito detta sem-plicemente TS) all’interno del suo corpo nor-mativo definisce quali siano i dati d’ingresso

e le modalità di calcolo volte a determinare il fab-bisogno mensile dei vettori energetici dei sotto-sistemi di generazione con pompe di calore per riscaldamento e/o produzione di acqua calda sa-nitaria (di seguito detta semplicemente ACS), e della quota di fabbisogno di energia utile alla di-stribuzione a carico di sistemi di integrazione da calcolarsi come specificato all’interno delle UNI/

I rIsultatI dell’InchIesta pubblIcaSI evidenzia una modifica al testo della UNI/TS 11300 parte 4 che il gruppo di la-voro CTI GL601 ha approvato a valle della fase di inchiesta pubblica in merito all’eliminazione del capitolo 5.7 intitolato “Energia da fonte rinnovabile” che di fatto disciplinava la determinazione della quota di energia prodotta da fon-te rinnovabile.

Tale decisione si è resa necessaria in quanto ad oggi sono in fase di elaborazione in sede Ministeriale i decreti attuativi a supporto della del Dlgs n.28, che defini-ranno come valutare la quota di energia rinnovabile nel calcolo della prestazione energetica degli edifici e di conseguenza verrà creato un Gruppo di Lavoro (GdL) ad hoc che elaborerà un testo in linea con il panorama legislativo

A seguito dell’articolo introduttivo sullo stato dell’arte della UNI/TS 11300 parte 4 sviluppato all’interno di AiCARR Journal n.10, concentriamo ora l’attenzione su come i sistemi utilizzanti pompe di calore vengano modellizzati all’interno della TS

di Luca A. Piterà

UNI/TS 11300 parte 4Sistemi in Pompa di calore

#12 71

Normativa

TAB

ELLA

1

o GUE = potenza erogata/potenza richiesta);•coefficiente correttivo del COP e del GUE ai ca-

richi parziali.Una novità introdotta dalla TS risiede nel fat-

to che ai fini della metodologia di calcolo il co-struttore delle macchine in pompa di calore sarà chiamato a fornire i seguenti dati:•prestazioni a pieno carico (ossia a fattore di ca-

rico macchina CR5 pari ad 1 alle temperature di sorgente fredda e pozzo caldo) determinate secondo le norme tecniche pertinenti.

•Prestazioni a fattore di carico climatico PLR6 di-verso da 1, per le pompe di calore a compres-sione di vapore, alle stesse temperature di sor-gente fredda e di pozzo caldo di cui al punto precedente secondo le condizioni climatiche di riferimento così come definite dalla FprEN 14825:2010:•Average (A) clima di Straburgo;•Warmer (W), clima di Atene;•Colder (C) clima di Helsinki.

•Prestazioni a fattore di carico climatico PLR di-verso da 1 delle pompe di calore ad assorbi-mento dichiarate dal costruttore in accordo con la UNI EN 12309-2.

La TS definisce le condizioni di riferimento per le quali il fabbricante deve dichiarare le pre-stazioni a pieno carico e a carico parziale. Viene fornita inoltre una procedura di calcolo che de-finisce come determinare le prestazioni a pieno carico in condizioni di temperatura diverse da quelle della tabella 2 e della tabella 3 e come de-terminare il fattore correttivo del COP per fattori di carico macchina CR minori di 1.

Le curve o i valori tabulati di potenza termi-ca resa a pieno carico devono essere fornite dal costruttore con riferimento alle norme tecniche

Aicarr sul D.Lgs. 28/11 per gli aspetti riguardanti le rinnovabili termiche” scaricabile gratuitamen-te dalla Home page del sito www.aicarr.org.

VETTORI ENERGETICI E TIPOLOGIE DI GENERATORI

Gli impianti alimentati da pompa di calore possono essere:•monovalenti, quando tutto il fabbisogno ter-

mico stagionale è coperto dalla pompa di calore;

•bivalenti monoenergetici, quando una quota del fabbisogno termico stagionale è coperto dalla pompa di calore ed una quota di integra-zione è fornita da un generatore ausiliario che utilizza lo stesso vettore energetico della pom-pa di calore;

•bivalenti e bienergetici, quando il fabbisogno termico stagionale è coperto dalla pompa di calore e da un generatore ausiliario che utilizza un vettore energetico diverso da quello utiliz-zato dalla pompa di calore.

Per quanto riguarda i vettori energetici la TS considera:•energia elettrica per le pompe di calore a com-

pressione di vapore;•combustibili gassosi e liquidi per le pompe di

calore ad assorbimento a fuoco diretto.

Metodo di calcolo, prestazione delle pompe di calore

La metodologia di calcolo descritta dalla TS si fonda sulle seguenti indicazioni:•potenza termica utile erogata;•potenza richiesta in ingresso (input) solo per la

funzione riscaldamento, la COP o GUE (in alter-nativa o in aggiunta alla potenza richiesta: COP

l’aria, il terreno o le acque, sia esse di falda sia superficiali, e impiegate quali generatori termici per i ser-vizi di riscaldamento e produzio-ne di acqua calda sanitaria trami-te fluidi termovettori aria e acqua.

Per le pompe di calore a com-pressione di vapore azionate da motore endotermico (ciclo Otto o ciclo Diesel), comunemente de-nominati sistemi “Total Energy”, non sono attualmente disponibili norme tecniche di prodotto per la valutazione delle prestazioni delle macchine comprensive della po-tenza termica erogata dalla pom-pa di calore e di quella ottenuta dal recupero termico dal circuito di raffreddamento del motore (os-sia motore ed olio) e dai gas di sca-rico. Nelle more di pubblicazione di pertinenti norme tecniche, la TS precisa quali dati debbano essere disponibili per questa tipologia di macchine ai fini del calcolo secon-do la presente specifica tecnica.

La classificazione è effettuata dalla TS sugli impianti utilizzanti pompe di calore in relazione al:• tipo di fonte energetica sfruttata;• tipo di sorgente fredda;• tipo di servizio;•vettori energetici e tipologie di

generatori;• tipi di fluido termovettore.

Fonte energetica sfruttata

La tabella 1 definisce le tipo-logie di fonti energetiche sfrutta-te da cui le Pompe di calore si in-terfacciano per estrarre calore. Dato che la TS considera esclusi-vamente i servizi di riscaldamento e produzione di ACS o la combi-nazione di questi ultimi, la moda-lità di estrazione dell’energia sarà sempre per raffreddamento della fonte utilizzata. Vengono inoltre fornite indicazioni relative al tipo di fonte sfruttata se rinnovabile o meno, ai sensi di quanto previsto dalla Direttiva EU n.281

Sull’utilizzo dell’aria interna come sorgente aerotermica rin-novabile si rimanda a quanto scrit-to all’interno della, “Posizione di

classIfIcazIone per fonte energetIca sfruttataFonte di energia Tipologia fonte di energia sfruttata Modalità di estrazione

Aria esterna Rinnovabile “aerotermica”2 Raffreddamento e deumidificazione dell’aria esterna

Aria internaNon rinnovabile se proveniente da

sistemi impieganti energie fossili, ad esclusione dell’aria di espulsione

Raffreddamento e deumidificazione dell’aria interna di espulsione

in sistemi di recupero

Roccia Rinnovabile “geotermica”3 Raffreddamento del sottosuolo

Terreno Rinnovabile “geotermica” Raffreddamento del sottosuolo

Acqua di falda Rinnovabile “geotermica” Raffreddamento del sottosuolo

Acqua di mare Rinnovabile “idrotermica”4 Raffreddamento acque superficiali

Acqua di lago Rinnovabile “idrotermica” Raffreddamento acque superficiali

Acqua di fiume Rinnovabile “idrotermica” Raffreddamento acque superficiali

Acque di risulta e liquami di processi tecnologici Non rinnovabile Raffreddamento acque e/o

liquami di processo.

Liquami urbani Assimilabile a rinnovabile Raffreddamento liquami urbani

A seguito dell’articolo introduttivo sullo stato dell’arte della UNI/TS 11300 parte 4 sviluppato all’interno di AiCARR Journal n.10, concentriamo ora l’attenzione su come i sistemi utilizzanti pompe di calore vengano modellizzati all’interno della TS

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NormativaTA

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Prestazione a pieno caricoLe pompe di calore possono

essere fornite con o senza un ge-neratore di integrazione termica. Il generatore di integrazione com-preso nella macchina può essere una resistenza elettrica o un gene-ratore a combustione alimentato con combustibili gassosi o liquidi. Per tali macchine la metodologia di calcolo descritta dalla TS si fon-da sui seguenti dati di ingresso:•potenza termica utile erogata

dalla PdC;•potenza richiesta in ingresso

(input);•COP o GUE (in alternativa o in

aggiunta alla potenza richiesta: COP o GUE = potenza erogata / potenza richiesta);

•coefficiente correttivo del COP ai carichi parziali.

Ai fini del calcolo secondo la TS il costruttore dovrà fornire i se-guenti dati:•prestazioni a pieno carico (ossia

a fattore di carico macchina pari ad 1 alle temperature di sorgen-te fredda e pozzo caldo indica-te nelle tabelle 2 e 3 determina-te secondo le norme tecniche vigenti;

•prestazioni a fattore di carico

condIzIonI dI rIferImento per I datI prestazIonalI fornItI dal costruttore per pompe dI calore volte al solo rIscaldamento o funzIonamento combInato rIscaldamento + acs

condIzIonI dI rIferImento per I datI prestazIonalI fornItI dal costruttore per pompe dI calore volte alla sola produzIone dI acqua calda sanItarIa

AiCARR Journal – n° 12 Luca Alberto Piterà

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Tabella 2 - Condizioni di riferimento per i dati prestazionali forniti dal costruttore per Pompe di calore volte al solo riscaldamento o funzionamento combinato riscaldamento + ACS

Tabella 3 - Condizioni di riferimento per i dati prestazionali forniti dal costruttore per Pompe di calore volte alla sola produzione di acqua calda sanitaria PRESTAZIONE A PIENO CARICO Le pompe di calore possono essere fornite senza un generatore di integrazione termica oppure con un generatore di integrazione termica. Per quanto concerne il generatore di integrazione compreso nella macchina può essere una resistenza elettrica o un generatore a combustione alimentato con combustibili gassosi o liquidi. Per tali macchine la metodologia di calcolo descritta dalla TS si fonda sui seguenti dati di ingresso:

- potenza termica utile erogata dalla PdC; - potenza richiesta in ingresso (input); - COP o GUE (in alternativa o in aggiunta alla potenza richiesta: COP o GUE = potenza erogata /

potenza richiesta); - coefficiente correttivo del COP ai carichi parziali.

Ai fini del calcolo secondo la TS il costruttore dovrà fornire i seguenti dati:

- prestazioni a pieno carico (ossia a fattore di carico macchina pari ad 1 alle temperature di sorgente fredda e pozzo caldo indicate nelle tabelle 2 e 3 determinate secondo le norme tecniche vigenti;

- prestazioni a fattore di carico climatico PLR diverso da 1 alle stesse temperature di sorgente fredda e di pozzo caldo di cui al punto precedente secondo le condizioni climatiche di riferimento (A), (W), (C) definite dalla FprEN 14825:2010.

Rimane facoltà del costruttore fornire, in aggiunta, dati per temperature diverse dalle precedenti precisandone le condizioni al contorno. Nel caso invece di pompe di calore con incorporato generatore di integrazione oltre ai dati forniti precedentemente per le macchine con generazione ad integrazione separata dovranno essere forniti anche i seguenti dati: nel caso che il sistema di integrazione incorporato sia una resistenza elettrica:

- potenza massima [kW]; - gradini di potenza;

nel caso che il sistema di integrazione incorporato sia un generatore a combustione: - tipologia combustibile; - fluido termovettore utilizzato; - potenza termica nominale [kW]; - potenza del focolare [kW];

Sorgente fredda Temperatura sorgente fredda

Temperatura Pozzo caldo

riscaldamento ad

aria1)


riscaldamento

idronico2)


produzione ACS3)

Aria -7 2 7 12 20 35 45 55 45 55

Acqua 5 10 15 20 35 45 55 45 55

Terreno/roccia -5 0 5 10 20 35 45 55 45 55

1) Temperatura di ripresa. 2) Per almeno una delle temperature indicate. Altri dati suggeriti: 25°C, 65°C. 3) Per almeno una delle temperature indicate

Pompa di calore Temperatura sorgente fredda (aria)

Temperatura Pozzo caldo produzione

ACS1)

Sola produzione acs 7 15 20 35 55

1) Per almeno una delle temperature indicate. Altri dati suggeriti: 45°C, 65°C.

AiCARR Journal – n° 12 Luca Alberto Piterà

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Tabella 2 - Condizioni di riferimento per i dati prestazionali forniti dal costruttore per Pompe di calore volte al solo riscaldamento o funzionamento combinato riscaldamento + ACS

Tabella 3 - Condizioni di riferimento per i dati prestazionali forniti dal costruttore per Pompe di calore volte alla sola produzione di acqua calda sanitaria PRESTAZIONE A PIENO CARICO Le pompe di calore possono essere fornite senza un generatore di integrazione termica oppure con un generatore di integrazione termica. Per quanto concerne il generatore di integrazione compreso nella macchina può essere una resistenza elettrica o un generatore a combustione alimentato con combustibili gassosi o liquidi. Per tali macchine la metodologia di calcolo descritta dalla TS si fonda sui seguenti dati di ingresso:

- potenza termica utile erogata dalla PdC; - potenza richiesta in ingresso (input); - COP o GUE (in alternativa o in aggiunta alla potenza richiesta: COP o GUE = potenza erogata /

potenza richiesta); - coefficiente correttivo del COP ai carichi parziali.

Ai fini del calcolo secondo la TS il costruttore dovrà fornire i seguenti dati:

- prestazioni a pieno carico (ossia a fattore di carico macchina pari ad 1 alle temperature di sorgente fredda e pozzo caldo indicate nelle tabelle 2 e 3 determinate secondo le norme tecniche vigenti;

- prestazioni a fattore di carico climatico PLR diverso da 1 alle stesse temperature di sorgente fredda e di pozzo caldo di cui al punto precedente secondo le condizioni climatiche di riferimento (A), (W), (C) definite dalla FprEN 14825:2010.

Rimane facoltà del costruttore fornire, in aggiunta, dati per temperature diverse dalle precedenti precisandone le condizioni al contorno. Nel caso invece di pompe di calore con incorporato generatore di integrazione oltre ai dati forniti precedentemente per le macchine con generazione ad integrazione separata dovranno essere forniti anche i seguenti dati: nel caso che il sistema di integrazione incorporato sia una resistenza elettrica:

- potenza massima [kW]; - gradini di potenza;

nel caso che il sistema di integrazione incorporato sia un generatore a combustione: - tipologia combustibile; - fluido termovettore utilizzato; - potenza termica nominale [kW]; - potenza del focolare [kW];

Sorgente fredda Temperatura sorgente fredda


riscaldamento ad

aria1)


riscaldamento

idronico2)


produzione ACS3)

Aria -7 2 7 12 20 35 45 55 45 55

Acqua 5 10 15 20 35 45 55 45 55

Terreno/roccia -5 0 5 10 20 35 45 55 45 55

1) Temperatura di ripresa. 2) Per almeno una delle temperature indicate. Altri dati suggeriti: 25°C, 65°C. 3) Per almeno una delle temperature indicate

Pompa di calore Temperatura sorgente fredda (aria)

Temperatura Pozzo caldo produzione

ACS1)

Sola produzione acs 7 15 20 35 55

1) Per almeno una delle temperature indicate. Altri dati suggeriti: 45°C, 65°C.

• il GUE riferito alla potenza termica utile per riscaldamento;

• la potenza elettrica degli ausiliari della macchi-na non alimentati dal motore espressa come frazione della potenza termica fornita dal com-bustibile (in assenza di dato dichiarato si assu-me una percentuale pari al 2%).

Il fabbricante deve inoltre dichiarare, per fat-tori di carico pari a 70%, 50% del carico massimo e per il minimo carico di modulazione:• I fattori di correzione (Cd) del GUE• I valori di potenza termica utile disponibile per

altri usi.Al di sotto del minimo carico di modulazio-

ne si considera funzionamento della macchina on-off. Per fattori di carico intermedi si procede per interpolazione lineare dei fattori di correzio-ne dichiarati.

di prodotto, in funzione della temperatura della sorgente fredda (aria esterna, acqua del circuito dell’evaporatore, o terreno in caso di “espansio-ne diretta nel sottosuolo”).

Quanto detto vale per le macchine a com-pressione di vapore ad azionamento elettrico, mentre per le macchine a compressione di va-pore azionate da motore endotermico il fab-bricante deve fornire, sotto completa propria responsabilità, le prestazioni delle macchine a fattore di carico CR = 1 nelle stesse condizioni di temperatura di sorgente fredda e di pozzo cal-do previste per quelle ad azionamento elettrico. Per ciascun punto il fabbricante deve dichiarare:• la potenza termica utile per riscaldamento;• l’eventuale ulteriore potenza termica utile di-

sponibile per altri usi (ad esempio per acqua calda sanitaria);

73#12

Normativaclimatico PLR diverso da 1 alle stesse temperature di sorgente fredda e di pozzo caldo di cui al punto precedente secondo le condizioni climatiche di rife-rimento (A), (W), (C) definite dalla FprEN 14825:2010.

Rimane facoltà del costruttore fornire, in aggiunta, dati per temperature diverse dalle precedenti, preci-sandone le condizioni al contorno.

Nel caso invece di pompe di calore con incorpora-to generatore di integrazione, oltre ai dati forniti pre-cedentemente per le macchine con generazione ad integrazione separata, dovranno essere forniti anche i seguenti dati:

nel caso che il sistema di integrazione incorporato sia una resistenza elettrica:•potenza massima [kW];•gradini di potenza;

nel caso che il sistema di integrazione incorporato sia un generatore a combustione:• tipologia combustibile;• fluido termovettore utilizzato;•potenza termica nominale [kW];•potenza del focolare [kW];• temperatura massima e temperatura minima di

esercizio [kW];•gli ulteriori dati per il calcolo del rendimento medio

di generazione con il metodo analitico della UNI/TS 11300-2, attualmente in revisione e prossima alla fase inchiesta pubblica.

Si ricorda che tutte le UNI/TS 11300 sono finaliz-zate alla verifica dei fabbisogni di energia degli edifi-ci e non possono essere utilizzate per la progettazio-ne degli stessi. Di conseguenza nell’analisi energetica del nostro sistema edificio-impianto possiamo uscire da quelle che sono le condizioni di riferimento (a pie-no carico) in termini di funzionamento delle macchi-ne. Di conseguenza la TS fornisce le modalità di cal-colo per determinare le prestazioni di funzionamento delle macchine in pompa di calore azionate elettrica-mente o ad assorbimento, quando si discostano dal-le condizioni di riferimento, o le correzioni in base alla sorgente fredda o in base alla temperatura del pozzo caldo e ai carichi parziali.

Per determinare la correzione in base alle condi-zioni di riferimento per quanto concerne le pompe di calore a compressione di vapore ad azionamento elettrico e pompe di calore ad assorbimento, la deter-minazione delle prestazioni a pieno carico, in condi-zioni diverse da quelle dichiarate, si effettua con inter-polazione lineare tra i dati dichiarati o con ricorso al rendimento di secondo principio. Invece per le pom-pe di calore a compressione di vapore azionate con motore endotermico, il calcolo del GUE a pieno cari-co, per valori di temperature di sorgente fredda e poz-zo caldo8, diverse da quelle alle quali sono stati dichia-rati i dati dal fabbricante, si effettua per interpolazione lineare fra i valori forniti.

Viene di conseguenza definito “rendimento di

secondo principio” il rapporto fra il COP (macchine elettriche) o il GUE (macchine ad assorbimento) effettivo della pompa di calore ed il COP o il GUE massimo teorico COPmax o GUEmax in base al secondo principio della termodinamica con le medesi-me temperature di sorgente fredda e del pozzo caldo.

Per le pompe di calore elettriche, il COP massimo teorico si calcola con la formula:COPmax = (θc + 273,15)/(θc – θf) (1)

dove:θf è la temperatura della sorgente fredda;θc è la temperatura del pozzo caldo (mandata della pompa di calore).

Per le pompe di calore ad assorbimento, il GUE massimo teorico si calcola con la formula:

GUEmax = (θc + 273,15)/(θgen,in + 273,15) × (θgen,in – θf)/(θc – θf) (2)dove:θgen,in è la temperatura del generatore della pompa di calore ad assorbimento a fuo-co diretto.

Si forniscono qui le formule di base per i circuiti a compressione di gas:COP teorico:

COPth = (θc + 273,15)/(θc – θf) (3)Rendimento di secondo principio da COP:

ηII = COP/((θc + 273,15)/(θc – θf)) = COP × (θc – θf)/(θc + 273,15) (4)COP da rendimento di secondo principio:

COP = ηII× (θc+ 273,15)/(θc – θf) (5)Quindi per interpolare fra le diverse temperature di sorgente calda θc,1 e θc,2,

a parità di temperatura della sorgente fredda θf si effettua il seguente calcolo in sequenza:1) Rendimento di secondo principio 1

ηII,1 = COP1/((θc,1+ 273,15)/(θc,1 – θf)) (6)2) Rendimento di secondo principio 2

ηII,2 = COP2/((θc,2+ 273,15)/(θc,2 – θf)) (7)3) Rendimento di secondo principio interpolato

ηII,x = ηII,1 + (ηII,2 – ηII,1) × (θc,x – θc,1)/(θc,2 – θc,1) (8)COP nelle condizioni intermedie

COPx = ηII,x ×(θc,x+ 273,15)/(θc,x – θf) (9)Si forniscono qui le formule di base per i circuiti ad assorbimento a fuoco diretto:

GUE teoricoGUEth = (θc + 273,15)/(θgen,in + 273,15) × (θgen,in – θf)/(θc – θf) (10)

74 #12

NormativaRendimento di secondo principio da GUE

ηII = GUE/((θc + 273,15)/(θgen,in + 273,15) × (θgen,in – θf)/(θc – θf)) (11)GUE da rendimento di secondo principio

GUE = ηII × (θc + 273,15)/(θgen,in + 273,15) × (θgen,in – θf)/(θc – θf) (12)Quindi per interpolare fra le diverse temperature di sorgente calda θc,1

e θc,2, a parità di temperatura della sorgente fredda θf si effettua il seguen-te calcolo in sequenza:1) Rendimento di secondo principio 1

ηII,1 = GUE1/((θc,1 + 273,15)/(θgen,in + 273,15) × (θgen,in – θf)/(θc,1 – θf)) (13)2) Rendimento di secondo principio 2

ηII,2 = GUE2/((θc,2 + 273,15)/(θgen,in + 273,15) × (θgen,in – θf)/(θc,2 – θf)) (14)3) Rendimento di secondo principio interpolato

ηII,x = ηII,1 + (ηII,2 – ηII,1) × (θc,x – θc,1)/(θc,2 – θc,1) (15)4) GUE nelle condizioni intermedie

GUEx = ηII,x × (θc,2 + 273,15)/(θgen,in + 273,15) × (θgen,in – θf)/(θc,x – θf) (16)Per tener conto delle variazioni della sorgente fredda i valori del COP o

del GUE per temperature intermedie della sorgente fredda (alla medesima temperatura del pozzo caldo) sono determinati come segue:•all’interno del campo di dati fornito dal fabbricante: interpolazione lineare

del rendimento di secondo principio in funzione della tem-peratura della sorgente fredda;

•al di fuori del campo di dati fornito dal fabbricante (con sco-stamento massimo di 5 K 9): rendimento di secondo princi-pio costante e pari al caso più vicino fornito dal fabbricante.

I valori della potenza utile per temperature intermedie del-la sorgente fredda (alla medesima temperatura del pozzo cal-do) si calcolano come di seguito descritto:

PdC a compressione•all’interno del campo di dati fornito dal costruttore: interpo-

lazione lineare in funzione della temperatura della sorgente fredda;

•al di fuori del campo di dati fornito dal costruttore (con sco-stamento massimo di 5 K 9): COP calcolato con il rendimento di II principio e moltiplicato per la potenza assorbita costante e pari al caso più vicino fornito dal costruttore.

PdC ad assorbimento:•all’interno del campo di dati fornito dal costruttore: interpo-

lazione lineare in funzione della temperatura della sorgente fredda;

•al di fuori del campo di dati fornito dal costruttore (con sco-stamento massimo di 5 K 9): GUE calcolato con rendimento di II° principio e moltiplicato per la potenza assorbita costante e pari a quella del caso più vicino fornito dal fabbricante.

Per tener conto delle variazioni del pozzo caldo i valori del COP o del GUE per temperature intermedie del pozzo caldo (alla medesima temperatura della sorgente fredda) sono de-terminate come segue:•all’interno del campo di dati fornito dal fabbricante: interpo-

lazione lineare del rendimento di secondo principio in fun-zione della temperatura del pozzo caldo;

•al di fuori del campo di dati fornito dal fabbricante (con sco-stamento massimo di 5 K 9): rendimento di secondo princi-pio costante e pari al caso più vicino fornito dal fabbricante.

I valori della potenza utile per temperature intermedie del pozzo caldo (alla medesima temperatura della sorgente fred-da) si calcolano come descritto di seguito:

PdC a compressione di vapore:•all’interno del campo di dati fornito dal costruttore: interpola-

zione lineare in funzione della temperatura del pozzo caldo;•al di fuori del campo di dati fornito dal costruttore (con sco-

stamento massimo di 5 K9): potenza utile costante e pari a quella del caso più vicino fornito dal costruttore.

PdC ad assorbimento:•all’interno del campo di dati fornito dal costruttore: interpola-

zione lineare in funzione della temperatura del pozzo caldo;•al di fuori del campo di dati fornito dal costruttore (con sco-

stamento massimo di 5 K9): GUE calcolato come al punto precedente e moltiplicato per la potenza assorbita costan-te e pari a quella del caso più vicino fornito dal costruttore.

Carico ridotto fattore “CR”Nelle condizioni di fattore di carico macchina CR < 1, ossia

quando il carico applicato alla macchina è inferiore alla poten-za massima che la pompa di calore può fornire, si determina

75#12

NormativaTA

BEL

LA 4

una variazione del COP o del GUE ed è di conseguenza neces-sario determinare un fattore correttivo per le prestazioni della pompa di calore.

Tale fattore correttivo può essere determinato come segue in base ad una elaborazione di dati forniti dal costruttore, op-pure in base a modelli di calcolo di default quando tali dati non siano forniti.

PdC a compressione di vaporeIl fattore correttivo si determina in base ai dati dichiarati se-

condo il FprEN 14825:2010 come specificato di seguito quan-do siano forniti i dati. La metodologia di calcolo fornita dalla FprEN 14825:2010 e recepita dalla TS si applica a pompe di ca-lore a compressione di vapore ed azionamento elettrico aria/aria, aria/acqua, acqua/acqua quando per lo specifico model-lo di pompa di calore siano disponibili i dati relativi al clima di riferimento A (average) richiesti nel FprEN14825:2010 ai fini del calcolo del valore SCOP 10.

Vengono richiesti i seguenti dati:• temperatura di progetto del clima (A): -10°C;• fattore di carico climatico (PLR) per le temperature di aria

esterna nei tre punti considerati: -7°C [A], +2°C [B], +7°C [C], + 12°C [D] calcolato assumendo la temperatura di progetto e un valore di temperatura di annullamento del carico pari a 16°C;

• temperatura del pozzo caldo: 35°C o 45°C (mandata a tem-peratura costante);

•COP nelle condizioni di parzializzazione [A], [B], [C], [D].In aggiunta si richiede per il modello di pompa di calore

considerato:• temperatura bivalente considerata (valore di riferimen-

to -7°C) e potenza termica a pieno carico alla temperatura bivalente;

•potenza termica utile a pieno carico DC’(j) e corrispondente COP’(j) nelle quattro condizioni di temperatura dell’aria esterna [A], [B], [C], [D].

Di seguito, per punti, viene definita la procedura di calcolo per determi-nare i fattori correttivi:1. Si assume che per DCbiv il fattore di carico CR è 1 e si determina la poten-

za termica alla temperatura di progetto come segue: Pdesignh = DCbiv / PLR = DCbiv × [(Tdesh – 16)/(Tbival – 16)] [Wh] (17)2. Si calcolano i fattori di carico della pompa di calore CR nelle quattro con-

dizioni A, B, C, D come segue: CR(j) = [(PLR(j) × Pdesignh)]/DC’(j) [-] (18) ove l’indice j si riferisce alle quattro condizioni [A],[B],[C],[D]3. Si calcola il fattore correttivo nelle suddette quattro condizioni: fCOP (j) = COP(j)/COP’(j) [-] (19) Per Tbival il fattore di carico CR e il fattore correttivo risultano pari ad 1. Per

valori della temperatura dell’aria minori di Tbival i fattori di carico risultano maggiori di 1 e i fattori correttivi pari ad 1.

4. Si assumono i fattori correttivi fCOP (j) riferendoli ai rispettivi fattori di cari-co CR(j).

5. Le coppie di punti CR(j), fCOP (j) consentono di definire l’andamento del fattore correttivo in funzione del fattore di carico CR da utilizzare nella procedura di calcolo secondo la presente specifica tecnica. I dati per fat-tori di carico intermedi si determinano per interpolazione lineare.Per facilitare la lettura i dati del calcolo sono riportati nella tabella 4.Il fattore di correzione del COP determinato in funzione del fattore di

carico CR con il metodo qui descritto è indipendente dalla temperatura di annullamento del carico qui assunta pari a 16°C, in quanto dipende solo dal fattore di carico CR e quindi può essere applicato in tutte le condizioni di funzionamento nel calcolo secondo UNI/TS 11300.

In mancanza di tali dati la TS prevede quanto segue:• Per le pompe di calore a potenza fissa con funzionamento “on/off” si uti-

lizzano le equazioni del FprEN 14825:2010 con i relativi valori delle equa-zioni specificate del FprEN 14825:2010 qui di seguito riportate.

datI dI calcoloA Tbival B C D

Temperature di riferimento -10°C -7°C 2°C 7°C 12°C

PLR (T des = -10°) 100% 88% 54% 35% 15%

Potenza DC a pieno carico DCA = DCbival DCB DCC DCD

COP a carico parziale COPA COPB COPC COPD

COP a pieno carico COP’A COP’B COP’C COP’DCR >1 1 (0,54 × Pdes) /DCB (0,35 × Pdes)/DCC (0,15 × Pdes)/DCD

fattore correttivo Fp 1 1 COPB/ COP’B COPC/ COP’C COPD/ COP’D

PLR = part load ratio ossia fattore di carico climatico

CR = fattore di carico della pompa di calore

DC = potenza a pieno carico alle temperature indicate

DCbival = potenza a pieno carico a -7/35°C

Pdesignh = a pieno carico con clima A

COP = COP a carico CR alle stesse condizioni di temperatura di COP’

COP’ = COP a pieno carico alle stesse condizioni di temperatura di COP

76 #12

Normativa

Pompe di calore aria/aria, antigelo/aria, acqua/aria: COPA,B,C,D = COPDC × (1 – Cd × (1 – CR)) × CR/(Cc × CR + (1 – Cc)) (20) Pompe di calore aria/acqua, antigelo/acqua, acqua/acqua: COPA,B,C,D = COPDC × CR/((1 – Cc) × CR + (1 – Cc)) (21) dove:

COPA,B,C,D COP nelle condizioni A, B, C, D secondo FprEN 14825:2010;COPDC COP a pieno carico dichiarato nelle condizioni di temperatura

a cui sono riferite le prestazioni a carico parziale;Cc Fattore di correzione dichiarato. In mancanza di tale dato si as-

sume 0,9;Cd Fattore di correzione dichiarato. In mancanza di tale dato si as-

sume 0,25;CR Fattore di carico macchina (capacity ratio).

• Per le pompe di calore a gradini come definite dal FprEN 14825:2010 si utilizzano le stesse equazioni con le modalità specificate nel FprEN 14825:2010.

• Per le pompe di calore a potenza variabile in mancanza dei dati previsti dal FprEN 14825:2010 si assume un coefficiente correttivo pari a 1 sino al fattore di carico CR = 0,5 (o sino al valore minimo di modulazione se questo è diverso da 0,5) e al di sotto di tale valore CR si procede come al punto 1.

PdC a compressione ad assorbimentoIn attesa della pubblicazione della nuova versione della UNI EN 12309-

211, nella quale saranno indicate procedure di calcolo simili a quelle ripor-tate per le macchine elettriche, l’efficienza di utilizzo GUE delle pompe di

calore ad assorbimento funzionanti in condizioni di carico par-ziale viene calcolata mediante il seguente rapporto.

GUEFk = GUE × Cd (22)dove:GUEFk è l’efficienza corretta per tener conto del funzionamen-

to a carico parziale;GUE è l’efficienza a pieno carico delle pompe di calore ad

assorbimento;Cd è il coefficiente correttivo legato al fattore di carico FK.

(CR). I valori del coefficiente Cd devono essere dichiarati dal fabbricante secondo le norme pertinenti.

Nei prossimi numeri di AiCARR Journal verranno de-scritte nel dettaglio le procedure di calcolo per la de-terminazione del contributo dei singoli sistemi di ge-nerazione contemplati dalla TS, sia alimentati da fonti rinnovabili sia non, tenendo conto delle ultime modifiche appor-tate alla bozza della TS fatte dal GdL sulla base dei commenti pervenuti durante la fase di inchiesta pubblica. n

Si rimanda per maggiori informazioni alla consultazione del sito AiCARR (www.aicarr.org). All’interno della sezione normativa e legislativa è possibile trovare l’elenco delle norme aggiornate e la possibilità di sca-ricare i pdf della legislazione in tematica di efficienza energe-tica a livello comunitario, nazionale e regionale.

note1 Si ricorda che la bozza delle TS è stata inviata prima dell’entrata in vigore del D.Lgs 28/20112 Per fonte di energia aerotermica si intende l’energia accumulata nell’aria ambiente sotto forma di calore. (da Direttiva 2009/28/CE)3 Per fonte di energia geotermica si intende l’energia immagazzinata sotto forma di calore nel sottosuolo. (da Direttiva 2009/28/CE)4 Per fonte di energia idrotermica si intende l’energia immagazzinata nelle acque superficiali sotto forma di calore. (da Direttiva 2009/28/CE)5 Il fattore CR è il fattore di carico macchina (capacity ratio) definito dalla FprEN 14825:2010 definito come il rapporto potenza termica richiesta alla pompa di calore nelle specifiche condi-

zioni di esercizio diviso la potenza termica dichiarata, riferita alle stesse temperature di esercizio.6 Il fattore PLR definito “part load ratio” è il fattore di carico climatico che, secondo il FprEN 14825:2010, è calcolato come segue: PLR = (θe – 16)/ (θdes – 16) dove θe è la temperatura ester-

na considerata, θdes è la temperatura di progetto, 16 è la temperatura di bilanciamento.7 Viene definita sorgente fredda: la fonte di energia rinnovabile o non rinnovabile, nel caso di evaporatore ad espansione diretta, ovvero fluido termovettore freddo. 8 Viene definito pozzo caldo: l’aria dell’ambiente climatizzato o acqua calda sanitaria, nel caso di condensatore ad espansione diretta, ovvero fluido termovettore caldo che riceve l’energia

termica valorizzata dalla pompa di calore.9 Scostamenti maggiori di 5 K dai valori forniti dal fabbricante: i risultati derivanti dal calcolo secondo la presente specifica tecnica potrebbero essere inattendibili10 SCOP viene definito dalla FprEN14825:2010 come il coefficiente di prestazione di riferimento stagionale calcolato secondo la normativa di prodotto.11 UNI EN12309-2:2002 – Apparecchi di climatizzazione e/o pompe di calore ad assorbimento e adsorbimento, funzionanti a gas, con portata termica nominale non maggiore di 70 kW –

Utilizzazione razionale dell’energia.

coeffIcIente cd per unItà dI assorbImento modulantICR 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

Cd 0,72 0,81 0,88 0,93 0,97 0,99 1 1 1 1

coeffIcIente cd per unItà dI assorbImento on/offCR 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

Cd 0,68 0,77 0,84 0,89 0,92 0,95 0,97 0,99 1 1

#12 77

fondando una associazione per aiuti e interventi non assistenziali bensì lavorativi nel terzo mondo con il centro studi problemi internazionali CESPI, che ha raccolto la collaborazione di studiosi lati-no-americani ed italiani di spicco e che tuttora, a quasi 40 anni dalla fondazione, continua a lavora-re nel campo della cooperazione internazionale.

Le ricerche in curia della documentazione per i 500 anni della parrocchia di Agrate Brianza sono state fra gli interessi ultimi che hanno riem-pito le sue giornate.

Ho lasciato per ultimo l’aspetto più qualifican-te di Enrico: oltre alla sua incrollabile fede incarna-ta in tutti gli atti della sua vita, l’attenzione ai po-veri, agli ultimi, come vera bussola che ha indicato il suo cammino e per la quale si è speso senza pe-raltro mai mettersi in mostra.

Non posso dimenticare in questa breve rifles-sione due persone che negli ultimi anni, segnati da una grave malattia, gli sono state molto vici-no: Franco Prete, suo amico fraterno fin dai tem-pi della De Cardenas e Rodolfo Caciolli fondato-re della RC di Pavia con i quali aveva un colloquio telefonico quotidiano, l’unico peraltro che le sue condizioni gli permettevano.

I più vicini, forse, ma non certo gli unici a ricor-darlo con simpatia e affetto.

Claudio Mismetti

Gorgonzola e poi a Pessano con Bornago e la grande soddisfazione per l’accordo con l’impor-tante società svedese Flakt, leader del settore nel nord europa che voleva acquisire una quota di mercato in Italia, trovando nella Climatherm l’i-deale trampolino di lancio.

Soddisfazione che divenne poi delusione perché in poco più di 3 anni il progetto, peral-tro guidato dalla dirigenza svedese, è naufraga-to, ma la tenacia e la determinazione di Enrico non erano svaniti. E allora: Clever a Basiano; cle-ver perché significa intelligente, capace, e noi, di-ceva, siamo piccoli ma i più capaci.

Enrico termina la sua attività lavorativa nel 2001, a 75 anni, dopo la cessione della Clever alla Clivet di Feltre, ma certamente non riduce la sua attività filantropica e di ricerca.

Una persona che ha sempre “guardato avan-ti”, un vulcano di idee, di progetti, di osservazio-ni, nel suo campo lavorativo e nel sociale per il quale si è speso forse più per che il primo.

È stato infatti Ghielmetti ad innovare la co-struzione delle unità con i profili in alluminio, i pannelli iniettati con poliuretano, i profili in allu-minio senza ponte termico per le unità a bassa temperatura.

In campo sociale ha profuso le sue energie

Enrico Ghielmetti, un nome che ai più giovani non dice nulla, ma che a coloro che da anni lavo-rano nel settore del condiziona-mento dell’aria sicuramente susci-ta tanti ricordi.

Le unità di trattamento aria, più comunemente condizionatori, sono state il pane quotidiano per i quasi 60 anni della sua vita lavo-rativa, iniziata nel 1946 con la De Cardenas in viale Monza a Milano, proseguita poi con la Fildis dell’ing. Foà e con la creazione della Saiver di Monza, che è stata veramen-te una sua creatura. Ancora dopo tanti anni nel pieno di un ragiona-mento gli capitava di confondere il nome della sua ultima azienda con quello della Saiver.

Dopo la Saiver, la Samp e l’Ar-co di Monza; quest’ultima produt-trice di ventilatori centrifughi in-dustriali, prodotto che ha sempre studiato e del quale ha importa-to diverse licenze dagli Stati Uniti. E ancora, la Climatherm prima a

Enrico Ghielmetti consegna a Daniele Zanchetta il premio in occasione del quinto anniversario della fondazione della Clever

In ricordo di Enrico Ghielmetti

AiCARR informa

Le informazioni e i moduli per le iscrizioni a tutti gli eventi AiCARR

sono pubblicati sul sito www.aicarr.org

Il programma AiCARR per MCE 2012Martedì 27marzo

Seminario tecnico “Introduzione alla simulazione termoenergetica dinamica”Mercoledì 28 marzo

Seminario AiCARR/REHVA “Energy Efficiency in Data Centers”Seminario tecnico “Gli impianti a pompa di calore: cosa cambia alla luce del D. Lgs. 28/11”

Seminario AiCARR/ASHRAE “The Topic of Energy Efficiency in Data Centers” Giovedì 29 marzo

Convegno “Decreto rinnovabili: prospettive e opportunità”Convegno “Biomasse per la produzione di energia”

Seminario tecnico “Smoke Management: sistemi e tecnologie per il controllo del fumo e del calore”Venerdì 30 marzo

Seminario tecnico “TABS e collaudo dei sistemi HVAC nella procedura di Commissioning”

AiCARR sarà inoltre presente al Pad. 22 presso lo stand D48 per informazioni, contatti, acquisto di pubblicazioni.

Per informazioni dettagliate sui singoli eventi vi invitiamo a visitare la sezione del sito dedicata.

AiCARR a MCE 2012: convegni e seminari per un pubblico esigente Ritorna a Fiera Milano Quartiere Rho, dal 27 al 30 marzo, l’appuntamento con Mostra Convegno Expocomfort, la vetrina dell’eccellenza tecnologica al servizio della qua-lità dell’ambiente interno, ormai consolidata nel panorama internazionale grazie all’esperienza maturata in ben 38 edizioni.E consolidata è anche la sinergia tra la Fiera milanese e AiCARR, che anche nel 2012 propone in questo stimolante contesto occasioni di confronto e scambio di know-how sui temi della sostenibilità ambientale coniugata con un adeguato livello di benessere dell’ambiente interno, anche attraverso l’analisi di soluzioni diverse da quelle tradizionali.AiCARR si presenta quindi a MCE 2012 con una serie di convegni e seminari di ag-giornamento tecnico che, grazie alla collaborazione dei migliori esperti in materia, sono in grado di rispondere alle richieste più esigenti e specifiche di chi opera a va-rio titolo nel settore.

Controllo e monitoraggio degli impianti di climatizzazione per il risparmio energetico. A Padova, strategie ed esperienze applicative Le attuali tendenze dei sistemi di controllo degli impianti di climatizzazione, il funzionamento ai carichi parziali delle macchine termiche e frigorifere, i si-stemi di supervisione e monitoraggio: queste le tre macroaree intorno alle quali si sviluppano le relazioni che animeranno, il prossimo 7 giugno, la 29° edizione del Convegno di Padova, dal titolo “Le strategie per il controllo e il monitoraggio di macchine e impianti per la climatizzazione ai fini del rispar-mio energetico”. AiCARR vi dà appuntamento quindi presso la prestigiosa sede congressuale di Villa Ottoboni con relatori a invito che hanno matura-to importanti esperienze professionali e di ricerca nei diversi settori e rela-tori liberi che intendono condividere i propri studi, esperienze, realizzazioni relativamente al controllo e al monitoraggio del sistema edificio-impianto.

L’assemblea dei Soci AiCARRAl termine del Convegno di Padova (il 7 giugno, alle ore

17,00 circa) si terrà, sempre presso il Centro Congressi Villa Ottoboni, l’assemblea generale ordinaria dei Soci AiCARR.

a cura di Lucia Kern

L’attuazione della Direttiva RES. Dopo il successo di Torino, il Convegno a Napoli, Bari e CataniaOltre 200 persone hanno partecipato al Convegno “L’attuazione della Direttiva RES (Renewable Energy Sources). Opportunità per il risparmio energetico e possibili soluzioni”, che AiCARR ha organizzato a Torino il 19 gennaio scorso. L’evento, di cui è sta-to trasmesso uno speciale sulle emittenti Retebrescia e RTB Virgilio, ha vi-sto come momento principale la presentazione da parte del Presidente Michele Vio del documento “La posizione AiCARR sul Decreto Legislativo 3 Marzo 2011, n. 28 per gli aspetti riguardanti le rinnovabili termiche”, re-centemente pubblicato e scaricabile dal sito AiCARR. Il Convegno ha inoltre chiarito gli obiettivi espressi dalla Comunità Europea con l’emanazione della Direttiva RES e ha offerto spazio alla presentazio-ne di soluzioni pratiche per la sostenibilità energetica degli impianti, an-che nell’ottica del concetto di “edifici a energia zero”. Una tavola rotonda, a cui hanno partecipato, fra gli altri, rappresentanti di ordini professionali, associazioni e istituzioni piemontesi, ha concluso l’evento. Visto il grande interesse suscitato dall’argomento, il Convegno verrà riproposto, con alcu-ne variazioni sul programma e con l’intervento di relatori locali, il 27 feb-braio a Napoli e in primavera a Bari e Catania. L’attuazione alla Direttiva RES in Italia è anche al centro del Convegno “Decreto Rinnovabili: prospettive e opportunità”, che si terrà in Mostra Convegno Expocomfort il 29 marzo.

30ª edizione del Convegno di BolognaSi terrà il 18 ottobre prossimo, nell’ambito di SAIE, la trentesima edizione del Convegno di Bologna. “Qualità dell’ambiente costruito e obiettivi per il risparmio energetico” è il tema scelto per il 2012: un argomento in sin-tonia con i temi a cui è dedicato il Salone bolognese che ospita l’evento.

Districarsi fra le norme consultando il sito AiCARRRicordiamo ai Soci che sul sito è attivo, in esclusiva per loro, il servizio ideato al fine di offrire un concreto supporto nel lavoro e nello studio in un ambito complesso e sem-pre in evoluzione come quello normativo. Inserendo la propria password e scegliendo dal menu la voce Normative, i Soci posso-no accedere alla sezione Legislazione, dove hanno l’opportunità di consultare tutte le leggi in tema di efficienza energetica, sud-divise nelle aree Comunitaria, Nazionale e Regionale. Le leggi sono pubblicate in ordi-ne cronologico, a partire dalla più recente: entrando nella sezione di interesse, si visua-lizzano rapidamente gli eventuali aggiorna-menti in materia, pubblicati in tempo reale. All’inizio di ogni sezione si trova inoltre il link diretto al sito dell’Ente legislativo di compe-tenza. Nella stessa sezione è disponibile an-che l’area Certificazione, dove è reperibile tutta la legislazione in tema di certificazione energetica e ambientale. Per ogni Regione è disponibile un documento che riporta le principali disposizioni legislative in materia, il rimando alla legislazione regionale in tema di efficienza energetica, i bandi e finanzia-menti attivi, informazioni sul soggetto di accreditamento regionale e sulle caratteri-stiche dei tecnici abilitati alla certificazione, l’eventuale modulistica utile, la descrizione dei software per la certificazione energeti-ca a livello regionale, l’indicazione dell’even-tuale attivazione di un catasto energetico, contatti e indirizzi utili e, infine, una sezione FAQ che chiarisce i dubbi più frequenti (in fase di allestimento).

La Scuola AiCARR 2012 Tre percorsi per una formazione sempre più mirataOltre 20 anni di esperienza nel settore formazione ci insegnano che non esiste un’unica proposta formativa riferibile a tutti ma che ogni studente, ogni neolau-reato, ogni professionista manifesta esigenze peculiari di formazione e aggior-namento, caratterizzate da sfumature diverse.Per questo la Scuola AiCARR di Milano si presenta nel 2012 con una novità pen-sata per rendere sempre più flessibile e “su misura” il programma didattico, attraverso la creazione di tre distinti percorsi: Fondamenti, Approfondimenti, Specializzazione.La Scuola AiCARR - accanto alla possibilità di iscriversi liberamente, come in pas-sato, a uno o più moduli di una giornata - offre quindi l’opportunità di focalizza-re l’attenzione su uno specifico argomento, frequentando in sequenza i relativi moduli nei percorsi Fondamenti, Approfondimenti e Specializzazione, oppure di scegliere, in base alle proprie conoscenze e ai propri obiettivi, uno dei tre per-corsi da frequentare per intero. I Fondamenti sono pensati tanto i per giovani progettisti che si affacciano al

mondo del lavoro quanto per i tecnici di amministrazioni o aziende ai quali viene richiesto un ampliamento delle nozioni di base. Al termine di questo percorso, i partecipanti possiederanno le conoscenze basilari dell’impiantistica termotecni-ca, sapranno “leggere un progetto” e avranno appreso gli elementi indispensabi-li per eseguire il dimensionamento di impianti tradizionali. Inoltre, frequentando i corsi, i neolaureati avranno l’opportunità di conoscere alcuni fra i migliori esperti di settore, ai quali è affidata la docenza, e giovani colleghi con i quali confrontarsi. I moduli di Approfondimento, invece, sono indirizzati a progettisti o tecnici che hanno già familiarità con la progettazione di impianti e con i temi affrontati nei Fondamenti: coloro che frequenteranno l’intero percorso saranno in grado di dimensionare un impianto di climatizzazione e acquisiranno conoscenze su impianti differenti rispetto ai tradizionali. I moduli di Specializzazione, infine, sono rivolti a tutti coloro che, già esperti, sentono l’esigenza di un approfondi-mento o un aggiornamento su temi particolari.Il calendario dei corsi per il 2012 sarà a breve pubblicato sul sito.

In tutta Italia, il nuovo corso “in pillole” sulla NORMA UNI 11425 Dopo il “tutto esaurito” registrato a Torino in gennaio, proseguono gli appuntamenti con il corso della Scuola in Pillole “Impianti di ventilazione e condizionamento per il blocco operatorio: la nuova norma UNI 11425”, nato dal lavoro congiunto della Commissione Formazione e del Comitato Tecnico Sanità AiCARR. Grazie alla collaborazione dei Delegati Territoriali i corsi si terranno in varie città italiane: il prossimo appunta-mento è a Bari il 5 marzo.La norma UNI 11425, pubblicata lo scorso settembre, si applica ai reparti specificamente destinati allo svolgimen-to di attività chirurgica - comunemente noti come blocchi operatori - e fornisce indicazioni per la verifica delle prestazioni, l’accettazione, la gestione degli impianti e dei componenti che concorrono al controllo della conta-minazione ambientale e al mantenimento di prefissate condizioni termoigrometriche. Sono coinvolte sia le nuo-ve realizzazioni sia le ristrutturazioni edilizie e impiantistiche dei blocchi operatori.AiCARR, che ha collaborato attivamente all’elaborazione della nuova norma in quanto membro del CTI (Comitato Termotecnico Italiano), offre a tutti coloro che si occupano di impianti di climatizzazione per il blocco operatorio l’occasione di approfondirne i contenuti attraverso questo corso “in pillole”, mirato e affidato a docenti esperti.Le sedi e le date saranno pubblicate sul sito all’approssimarsi di ogni evento.

Presso AiCARR i lavori del Working Group 13 “Ventilation in Hospitals”AiCARR ha ospitato, lo scorso dicembre, i lavori del CEN/TC/156 “Ventilation for Buildings”, Working Group 13 “Ventilation in Hospitals”, a cui partecipano oltre 50 esperti, fra accademici, progettisti e costruttori, appartenen-ti a 16 Paesi europei.Attualmente è in fase di approvazione da parte del CEN/TC/156 la specifica tecnica FprCEN/TR 16244:2011 – Ventilation for Hospitals, composta da 11 capitoli e 4 allegati, di cui 2 informativi e 2 normativi. La specifica defi-nisce le regole per la progettazione, l’installazione, la qualifica e la gestione/manutenzione dei sistemi HVAC a servizio delle strutture sanitarie.A valle del processo di approvazione, il GdL ha deciso di chiedere al TC156 di sviluppare un nuovo standard euro-peo sempre intitolato “Ventilation In Hospital”, utilizzando come base la specifica tecnica FprCEN/TR 16244:2011. AiCARR, che ha attivamente contribuito all’elaborazione della norma UNI 11425 “Impianto di ventilazione e condi-zionamento a contaminazione controllata per il blocco operatorio”, recentemente pubblicata, si sta adoperando affinché i contenu-ti del nuovo stan-dard europeo, che sicuramente ha un respiro più ampio, non entrino in con-trasto con la nor-ma italiana.

Working Group 13 “Ventilation in Hospitals” riunito presso la sede di AiCARR

Le soluzioni di oggi per i progetti di domani…

Riduzione dei fabbisogni nel retail

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CONDIZIONAMENTO riscaldamentoISSN:2038-2723 … · TECNAIR LV S.p.A - Tel. + 39 029699111 ......

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