CORSO DI FORMAZIONE E AGGIORNAMENTO PROFESSIONALE PER ENERGY MANAGERS (LEGGE N. 10/91 - ART. 19)

E PER ESPERTI IN GESTIONE DELL’ENERGIA (D. LGS 30 MAGGIO 2008 - N° 115, ART. 16)

Docente: Ing. Francesco Di Girolamo

IMPIANTI DI CLIMATIZZAZIONE

Gli impianti sono realizzati con lo scopo di mantenere all’interno degli

ambienti confinati condizioni termoigrometriche adeguate alla loro

destinazione d’uso.

Temperatura di Bulbo secco [°C]

Temperatura di Bulbo bagnato [°C]

Umidità Relativa [%]

IAQ (Qualità dell’Aria Interno: CO, COV, NO,NO2,Sox,Betteri,Muffe

1. Impianti di riscaldamento: Controllo della temperatura interna degli ambienti in

regime di funzionamento invernale;

2. Impianti di climatizzazione: Controllo della temperatura interna degli ambienti in

regime di funzionamento sia invernale che estivo;

CLASSIFICAZIONE IMPIANTI DI CLIMATIZZAZIONE

3. Impianti di condizionamento: Controllo della temperatura interna, dell’umidità

relativa, dei livelli di qualità dell’aria indoor, degli ambienti in regime di funzionamento

sia invernale che estivo;

4. Apparecchiature autonome: Controllo della temperatura dell’aria in un

numero limitato di locali, in condizioni sia invernali che estive.

GLI IMPIANTI DI RISCALDAMENTO E CLIMATIZZAZIONE

Impianti di riscaldamento e climatizzazione stessa configurazione: Nel caso degli

impianti di climatizzazione il fluido termovettore ( acqua) viene portato ad una

temperatura adeguata ad ottenere effetto refrigerante (ΔT=7/12°C)

Fluido Termovettore: Generalmente Acqua o miscele di acqua e glicole

GLI IMPIANTI DI RISCALDAMENTO E CLIMATIZZAZIONE

Fluido Termovettore: Opportunamente trattato in centrale termica, viene portato a

temperature in grado si sopperire alle dispersioni/rientrate termiche dell’involucro

edilizio.

Rete di distribuzione: il fluido termovettore trattato in centrale, distribuisce il

caldo/freddo all’interno degli ambienti attraverso una opportuna rete di distribuzione

e viene messo in circolo nella stessa rete da pompe di circolazione .

Elementi Terminali: Gli elementi terminali hanno il compito di apportare/sottrarre

calore agli ambienti di riscaldare/raffrescare.

GLI IMPIANTI DI RISCALDAMENTO E CLIMATIZZAZIONE

Tipologie: Radiatori, Ventilconvettori, Pannelli radianti

- Ghisa

- Acciaio

- Alluminio

- Pavimento

- Soffitto

- Parete

- A parete (centrifughi e

tangenziali)

- Canalizzabili

- A parete

GLI IMPIANTI DI RISCALDAMENTO E CLIMATIZZAZIONE

IMPIANTI DI CLIMATIZZAZIONE

AUTONOMI

CENTRALIZZATI

Classificazione

fatta in funzione

delle utenze servite

GLI IMPIANTI CENTRALIZZATI

1. IMPIANTI CENTRALIZZATI CONDOMINIALI: Il generatore termico è ubicato in un locale

dedicato, dal cui ha origine la rete di distribuzione del fluido termovettore sino alle singole

utenze.

2. IMPIANTI CENTRALIZZATI DI QUARTIERE: Il generatore termico è ubicato a distanze

kilometriche, il calore viene trasportato attraverso una rete interrata di TELERISCALDAMENTO di

acqua surriscaldata o vapore, le utenze sono separate da scambiatore di calore

VANTAGGI: MAGGIORI LIVELLI DI RENDIMENTO GLOBALE RISPETTO AGLI AUTONOMI

SVANTAGGI: DIFFICOLTA’ DI REGOLAZIONE PRIMARIA SECONDO ESIGENZE SPECIFICHE DELLE

SINGOLE UTENZE

GLI IMPIANTI AUTONOMI

Le caratteristiche il principio di funzionamento è analogo a quello degli

impianti centralizzati, una rete di distribuzione di fluido termovettore porta

calore verso i terminali di impianto.

Nella maggioranza dei casi gli impianti autonomi sono caratterizzati da

potenze del generatore termico <35kW

La grande diffusione degli impianti autonomi è stata determinata dalla

possibilità di farli funzionare secondo le esigenze dell’utente; il rendimento

globale è più basso rispetto agli impianti centralizzati con maggiori costi

di esercizio.

GLI IMPIANTI DI CONDIZIONAMENTO

L’obbiettivo principale da perseguire con un impianto di condizionamento,

è quello di realizzare e mantenere in ambienti confinati le condizioni di

benessere termoigrometriche per gli occupanti.

Tali obbiettivi sono perseguiti attraverso il controllo dei principali

parametri microclimatici quali: Ti,Φ,V.

GLI IMPIANTI DI CONDIZIONAMENTO

GENERALITA’ E TIPOLOGIE: AL FINE DI POTER CONTROLLARE I

PARAMETRI DI TEMPERATURA,UMIDITA’ E QUALITA’ DELL’ARIA, GLI

IMPIANTI DI CONDIZIONAMENTO TROVANO DIVERSE CONFORMAZIONI

1 APPARECCHIATURE PER LA PRODUZIONE FLUIDI TERMOVETTORI:

CALDAIE+GRUPPI FRIGO, POMPA DI CALORE

2 APPARECCHIATURA PER IL TRATTAMENTO DELL’ARIA: BATTERIE DI

SCAMBIO TERMICO (ARIA/ACQUA), UMIDIFICATORI, FILTRI, IDENTIFICATE

COME «UTA»

3 APPARECCHIATURA PER LA DISTRIBUZIONE DEL CALORE/FREDDO:

CANALIZZAZIONI NEL CASO DI IMPIANTI AERAULICI, TUBAZIONI E POMPE

NEL CASO DI IMPIANTI IDRONICI.

4 UNITA’ TERMINALI: AERAULICA (ANEMOSTATIE GRIGLIE DI RIPRESE),

IDRONICA (VENTILCONVETTORI, RADIATORI, PANNELLI RADIANTI .

1. IMPIANTI A TUTT’ARIA

SOLO RETE AERAULICA

TIPOLOGIE IMPIANTISTICHE DEGLI IMPIANTI DI

CONDIZIONAMENTO

2. IMPIANTI MISTI

RETE AERAULICA+TERMINALI

LE SCELTE PROGETTUALI E IL CORRETTO DIMENSIONAMENTO

DI UN IMPIANTO DI CLIMATIZZAZIONE/CONDIZIONAMENTO

IL CONTROLLO TERMOIGROMETRICO DEGLI AMBIENTI: DEVE

ESSERE PERSEGUITO, PRIMA CHE DAL CORRETTO

DIMENSIONAMENTO DELL’IMPIANTO TERMICO, DALLA CORRETTA

PROGETTAZIONE DELL’INVOLUCRO EDILIZIO.

SI PUO PARLARE DI CONTROLLO PASSIVO E CONTROLLO ATTIVO

PASSIVO=INVOLUCRO ATTIVO=IMPIANTO

QUADRO NORMATIVO E CENNI STORICI

LEGGE 10/1991: Nasce con l'intento di razionalizzare l'uso dell'energia per

il riscaldamento, questa è la prima legge che mette una pietra miliare su

quella che sarà in futuro tutta la politica del risparmio energetico.

L’Italia viene suddivisa in zone climatiche (A,B,C,D,E,F) con precisi periodi di

esercizio. Viene fissata la temperatura interna di progetto in funzione della

destinazione d’uso dei locali.

D.P.R.412/93 e D.P.R.511/99: sono due decreti che regolamentano l'attuazione

di questa legge e disciplinano i vari calcoli, tra cui quello del fabbisogno

energetico normalizzato (FEN), facendo riferimento a molte norme.

QUADRO NORMATIVO E CENNI STORICI

ATTUALE QUADRO NORMATIVO:

- Direttiva Europea 2002/91/CE16: 16 DICEMBRE 2002;

- D.lgs192/0519: Agosto 2005;

- D.lgs311/07: 2 Febbraio 2007;

- D.lgs115/08: 30 Maggio 2008;

- D.P.R. 59/09: 02 Aprile 2009;

- Linee guida certificazione energetica : 26 Giugno 2009;

- Direttiva Europea 2010/31/CE : 2010;

- D. Lgs. 28/2011: Marzo 2011;

- D. Lgs. 63/2013: 4 Giugno2013;

- L. 90/2013: 3 Agosto 2013

- Regolamenti Comunali, Provinciali e Regionali.

CRITERI DI DIMENSIONAMENTO DI UN IMPIANTO TERMICO

APPROCCIO ALLA PROGETTAZIONE PRE Legge 10/91:

Calcolo della Potenza di Picco di cui doveva essere dotato l’impianto termico

e i suoi terminali, molto spesso fatto in maniera parametrica, senza fare

alcuna considerazione analitica nei confronti della struttura che bisognava

climatizzare.

POTENZA TERMICA Q= VOLUMETRIA AMBIENTE X CARICO TERMICO

UNITARIO

CRITERI DI DIMENSIONAMENTO DI UN IMPIANTO TERMICO

APPROCCIO ALLA PROGETTAZIONE POST Legge 10/91:

Calcolo della Potenza di Picco di cui deve essere dotato l’impianto termico e

i suoi terminali; si inizia ad avere un approccio di tipo analitico.

- Caratterizzazione dell’involucro edilizio;

- Considerazione delle Esposizioni Edificio;

- Introduzione del concetto di ponti termici;

- Considerazione del periodo di accensione

degli impianti.

Q (Potenza Termica Impianto)=∑ qi x Superfici disperdenti

BILANCIO ENERGETICO SECONDO LA UNI TS 11300

LA PRIMA SERIE È STATA PUBBLICATA TRA IL MAGGIO 2008 ED IL MAGGIO 2012

● UNI/TS 11300 – 1 PRESTAZIONI ENERGETICHE DEGLI EDIFICI –

DETERMINAZIONE DEL FABBISOGNO DI ENERGIA DELL’EDIFICIO PER LA

CLIMATIZZAZIONE ESTIVA ED INVERNALE;

● UNI/TS 11300 - 2 PRESTAZIONI ENERGETICHE DEGLI EDIFICI –

DETERMINAZIONE DEL FABBISOGNO DI ENERGIA PRIMARIA E DEI RENDIMENTI

PER LA CLIMATIZZAZIONE INVERNALE E PER LA PRODUZIONE DI ACQUA CALDA

SANITARIA;

● UNI/TS 11300 - 3 PRESTAZIONI ENERGETICHE DEGLI EDIFICI –

DETERMINAZIONE DEL FABBISOGNO DI ENERGIA PRIMARIA E DEI RENDIMENTI

PER LA CLIMATIZZAZIONE ESTIVA;

● UNI/TS 11300 - 4 PRESTAZIONI ENERGETICHE DEGLI EDIFICI – UTILIZZO DI

ENERGIE RINNOVABILI E DI ALTRI METODI DI GENERAZIONE PER LA

CLIMATIZZAZIONE INVERNALE E PER LA PRODUZIONE DI ACQUA CALDA

SANITARIA.

NELL’OTTOBRE DEL 2014 SONO STATE EMANATE LE VERSIONI

AGGIORNATE

● UNI/TS 11300 – 1 PRESTAZIONI ENERGETICHE DEGLI EDIFICI –

DETERMINAZIONE DEL FABBISOGNO DI ENERGIA DELL’EDIFICIO PER LA

CLIMATIZZAZIONE ESTIVA ED INVERNALE;

● UNI/TS 11300 – 2 PRESTAZIONI ENERGETICHE DEGLI EDIFICI

DETERMINAZIONE DEL FABBISOGNO DI ENERGIA PRIMARIA E DEI

RENDIMENTI PER LA CLIMATIZZAZIONE INVERNALE, PER LA

PRODUZIONE DI ACQUA CALDA SANITARIA, PER LA VENTILAZIONE E

PER L’ILLUMINAZIONE IN EDIFICI NON RESIDENZIALI.

BILANCIO ENERGETICO SECONDO LA UNI TS 11300

IL RUOLO DELL’EGE NELLA GESTIONE DEGLI IMPIANTI

TERMICI

L’EGE è un “soggetto che ha le conoscenze, l’esperienza e la

capacità necessarie per gestire l’uso dell’energia in modo

efficiente”

Come l’energy manager, l’EGE ha l’obiettivo di migliorare

l’efficienza energetica di edifici e processi produttivi, e

quindi ridurre i consumi energetici e contenere le emissioni

nocive, grazie alla gestione intelligente e razionale

dell’energia

Il processo di efficientamento

per un impianto termico può

essere perseguito migliorando

Il rendimento globale di impianto ηg

IL PROCESSO DI EFFICIENTAMENTO ENERGETICO NEGLI

IMPIANTI TERMICI

ηe=Rendimento di emissione terminali

di impianto

ηd=Rendimento della rete di

distribuzione

ηrg=Rendimento di regolazione

ηgc=Rendimento generatore termico

INTERVENTI VOLTI ALLA MASSIMIZZAZIONE DEI

SINGOLI RENDIMENTI

SOLUZIONI IMPIANTISTICHE AD ALTA EFFICIENZA PER GLI

IMPIANTI TERMICI

POMPE DI CALORE/REFRIGERATORI

AD ELEVATI VALORI DI COP/EER

GENERATORI TERMICI MODULARI

A CONDENSAZIONE AD ELEVATO

RENDIMENTO

ASPETTI TECNICI DA PRENDERE IN CONSIDERAZIONE AI FINI

DELL’OTTENIMENTO DI ULTERIORI RISPARMI ENERGETICI

1.VERIFICA DI CONSISTENZA ED INTEGRITA’ DELLO STRATO DI

COIBENTAZIONE DELLO TUBAZIONI E DELLE CANALIZZAZIONI

2.VERIFICA DEL CORRETTO BILANCIAMENTO DEGLI

IMPIANTI IDRONICI, AL FINE DI MANTENERE LA

CORRETTA PORTATA DI ACQUA CIRCOLANTE NEI

TERMINALI DI IMPIANTO, MEDIANTE ORGANI DI

REGOLAZIONE

L’80% DEGLI IMPIANTI DI CONDIZIONAMENTO FUNZIONANTI HA UN ECCESSO DI

ACQUA CON CONSEGUENTE ECCESSO DI POTENZA TERMICA/FRIGORIFERA

3.PREFERIRE SOLUZIONI IBRIDE A SECONDA DELLE DESTINAZIONI DI USO, IN

MANIERA TALE DA EFFICIENTARE QUANTO IL PIU POSSIBILE LE PRODUZIONI DI

FLUIDO TERMOVETTORE ( IMPIANTI IBRIDI, POMPE DI CALORE POLIFUNZIONALI)

4. INSTALLAZIONE DI RECUPERATORI DI CALORE NEL CASO VMC ( VENTILAZIONE

MECCANICA CONTROLLATA). I CORRISPETTIVI RISPARMI POSSONO ARRIVARE

ANCHE NELL’ORDINE DELL’80%

5. ATTRIBUIRE LA GIUSTA VALENZA ALLA MANUTENZIONE ORDINARIA DEGLI

IMPIANTI. Dal 15 ottobre 2014 è obbligatorio dotarsi e compilare il nuovo libretto

di impianto per tutti gli impianti termici. Inoltre va compilato il rapporto di

efficienza energetica, secondo le cadenze temporali dettate dal legislatore.

CASI DI RIQUALIFICAZIONE ENERGETICA DEGLI IMPIANTI DI

CLIMATIZZAZIONE

Il palazzo oggetto dell’intervento di

ristrutturazione è ubicato a Napoli. Il

progetto ha previsto, il

frazionamento dell’immobile, in 80

unità abitative.

CASI DI RIQUALIFICAZIONE ENERGETICA DEGLI IMPIANTI DI

CLIMATIZZAZIONE

La situazione ante opera era costituita da 40 unità abitative, ognuna dotata di

impianto autonomo per la produzione dell’acqua del riscaldamento e dell’acqua

calda sanitaria.

Gli interventi sull’involucro edilizio, hanno solo riguardato la sostituzione dei

vecchi serramenti in legno e vetro, con dei nuovi serramenti in legno e doppio

vetrocamera con vetri basso emissivi

Strutture opache costituite in muratura in tufo con spessori variabili da 1,2 metri

sino a 60 centimetri

CASI DI RIQUALIFICAZIONE ENERGETICA DEGLI IMPIANTI DI

CLIMATIZZAZIONE

La soluzione impiantistica scelta, è

stata del tipo idronica, con impianto

centralizzato con terminali di

impianto del tipo a ventilconvettori,

sia per il regime di funzionamento

invernale che estivo.

CASI N CASO DI RIQUALIFICAZIONE ENERGETICA DEGLI IMPIANTI

DI CLIMATIZZAZIONE

Trattandosi di un impianto centralizzato si è resa

l’installazione di n°80 satelliti di utenza, dotati di

contabilizzatori sia per i fluidi termovettori per la

climatizzazione invernale sia per la

contabilizzazione dell’acqua sanitaria.

Gli stessi contablizzatori sono stati messi in

comunicazione con il sistema di supervisione

mediante una rete BUS.

CASI DI RIQUALIFICAZIONE ENERGETICA DEGLI IMPIANTI DI

CLIMATIZZAZIONE

La centrale termica per la produzioni dei fluidi

termovettori e’ stata realizzata in copertura. Sono

state installate due unità pompe di calore

polivalenti avente potenzialita’ termica 209kW e

potenzialita’ frigorifera 173kW. La rete di

distribuzione si dirama dalla sottocentrale di

pompaggio in due tronchi orizzontali interrati,

realizzati con tubazioni PE-X per teleriscaldamento.

In corrispondenza dei 4 vani scala si diramano le

montanti verticali di distribuzione ai satelliti di

utenza.

CASI DI RIQUALIFICAZIONE ENERGETICA DEGLI IMPIANTI DI

CLIMATIZZAZIONE

La regolazione che gestisce le macchine soddisfa le richieste delle utenze

nelle proporzioni corrette facendo lavorare opportunamente differenziati nel

tempo i circuiti frigoriferi.

Il sistema di termoregolazione decide quando e quanto far produrre acqua

calda sanitaria, andando a recuperare il calore di condensazione dai gruppi

polivalenti posti in copertura. La produzione dell’acqua calda sanitaria avviene

mediante n°2 bollitori a singolo serpentino, avente capacità totale di 6000 litri.

Tra i gruppi polivalenti e i bollitori sono interposti dei booster che hanno il

compito di innalzare ad opportuna temperatura di stoccaggio l’acqua calda

sanitaria.

Con l’installazione di tale soluzione impiantistica, si è potuto apprezzare il fatto

che in regime di funzionamento estivo, la produzione di acqua calda sanitaria è

quasi gratuita, con risparmi stimati nell’ordine del 33% sulla totalità dei

consumi teorici dell’intero edificio.

CASI DI RIQUALIFICAZIONE ENERGETICA DEGLI IMPIANTI DI

CLIMATIZZAZIONE

CASI DI RIQUALIFICAZIONE ENERGETICA DEGLI IMPIANTI DI

CLIMATIZZAZIONE

Il plesso oggetto dell’intervento di

efficientamento energetico è un

istituto scolastico ubicato in

Giugliano (NA) Il progetto è passato

da una prima procedura di audit

energetico

CASI DI RIQUALIFICAZIONE ENERGETICA DEGLI IMPIANTI DI

CLIMATIZZAZIONE

PROCEDURA DI AUDIT ENERGETICO:

- analizzare la configurazione attuale e lo stato

dell’impianto, individuando possibili miglioramenti o

criticità nella componentistica e nella configurazione

attuale;

- definire il bilancio energetico del sistema edificio-

impianto;

- definire un fattore di congruità fra consumi effettivi

ricavati dalle fatture energetiche ed i consumi attesi,

calcolati con opportuni fattori di aggiustamento a

partire dalle condizioni standard;

- valutare in termini energetici le variazioni conseguenti

all’adozione delle diverse migliorie proposte;

- valutare in termini economici di investimento iniziale e

costi di gestione le diverse migliorie proposte, facendo

anche riferimento agli incentivi fiscali disponibili;

- proporre miglioramenti anche di tipo gestionale

rispetto alla soluzione attuale.

CASI DI RIQUALIFICAZIONE ENERGETICA DEGLI IMPIANTI DI

CLIMATIZZAZIONE

Superficie in pianta netta 5456,00 m2

Superficie esterna lorda 5606,15 m2

Volume netto 19189,72 m3

Volume lordo 0,00 m3

Rapporto S/V 0,24 m-1

DATI TECNICI E COSTRUTTIVI DELL'EDIFICIO

Località Giugliano in Campania

Provincia Napoli

Altitudine s.l.m. 97 m

Gradi giorno 1207

Zona climatica C

Temperatura esterna di progetto 1,5 °C

PARAMETRI CLIMATICI DELLA LOCALITÀ

DATI RELATIVI AGLI IMPIANTI – STATO DI FATTO

- N°2 generatori di calore del tipo in acciaio a più passaggi di fumo;

- Radiatori in ghisa

- Sistema di regolazione: Termostato Caldaia

ServizioQp,nren

[kWh]

Qp,ren

[kWh]

Qp,tot

[kWh]

EP,nren

[kWh/m2]

EP,ren

[kWh/m2]

EP,tot

[kWh/m2]

Riscaldamento 765279 1135 766414 140,26 0,21 140,47

Acqua calda sanitaria 32179 164 32343 5,90 0,03 5,93

Illuminazione 36853 8883 45736 6,75 1,63 8,38

TOTALE 834311 10182 844493 152,92 1,87 154,78

CASI DI RIQUALIFICAZIONE ENERGETICA DEGLI IMPIANTI DI

CLIMATIZZAZIONE

RISULTATI CALCOLO DELLA SIMULAZIONE ALLO STATO DI FATTO

FABBISOGNI DI ENERGIA PRIMARIA

FABBISOGNO ENERGIA RISCALDAMENTO

FABBISOGNO ENERGIA ACQUA SANITARIA

FABBISOGNO ENERGIA ILLUMINAZIONE

16%

16%

17%0%

51%

DISPERSIONI TERMICHE PER ELEMENTI

PARETE ESTERNA SOFFITTO A TERRAZZO COMPONENTI FINESTRATI

PONTI TERMICI VENTILAZIONE

CASI DI RIQUALIFICAZIONE ENERGETICA DEGLI IMPIANTI DI

CLIMATIZZAZIONE

INTERVENTI DI EFFICIENZA PROPOSTI – STATO DI PROGETTO

- Installazione di valvole termostatiche su tutti i corpi scaldanti;

- Installazione di generatori di calore a condensazione;

- Installazione di un sistema di termoregolazione in grado di implementare modelli di regolazione secondo

fasce orarie/temperatura esterna e zone di accensione;

- Installazione di un sistema solare termico a servizio dell’impianto di produzione di acqua calda sanitaria

ServizioQp,nren

[kWh]

Qp,ren

[kWh]

Qp,tot

[kWh]

EP,nren

[kWh/m2]

EP,ren

[kWh/m2]

EP,tot

[kWh/m2]

Riscaldamento 526774 1685 528459 96,55 0,31 96,86

Acqua calda sanitaria 10471 11030 21501 1,92 2,02 3,94

Illuminazione 36853 8883 45736 6,75 1,63 8,38

TOTALE 574098 21598 595696 105,22 3,96 109,18

RISULTATI CALCOLO DELLA SIMULAZIONE ALLO STATO DI PROGETTO

DEMOLIZIONI VECCHI GENERATORI POSA NUOVI GENERATORI

STATO FI PROGETTO: EPtot ” INDICE DI PRESTAZIONE

ENERGETICA TOTALE” pari a 109,18 kWh/m2,

STATO DI FATTO : EPtot ” INDICE DI PRESTAZIONE ENERGETICA

TOTALE” pari a 154,78 Kw/m2,

0 20000 40000 60000 80000

CONSUMO METANOSOLUZIONE PROPOSTA

[Nm3/anno]

CONSUMO METANOSOLUZIONE STATO DI FATTO

[Nm3/anno]

CONFRONTO CONSUMO DI GAS METANO TRA LE DUE

SOLUZIONI