REALIZZAZIONI
Un esempio di riqualificazione energetica
Riqualificare un impianto introducendo
pompe di calore ad assorbimento
GAHP può consentire di ottenere
anche il dimezzamento dei consumi
energetici di un edificio, effettuando
lavori di adeguamento dell’impianto
poco invasivi. Un esempio concreto può
aiutare a comprendere come è possibile
raggiungere risultati così ambiziosi.
Massimo Ghisleni
1 L’edificio oggetto della
riqualificazione energetica
è un condominio realizzato nel 1979
nella città di Pinerolo (TO).
98
RCI n.9/2014
La riqualificazione energetica è spesso un
operazione complessa, specie se non si limita
ad ammodernare la centrale termica con una
mera operazione di sostituzione. Riqualificare significa da prima ricercare tutti i consumi
di energia definendo quelli su cui è possibile
o più proficuo operare. Occorre scegliere le
soluzioni impiantistiche più idonee nei vari
casi, basandosi sui dati offerti dai costruttori
con modalità di valutazione e calcolo economicamente accettabili. E’ necessario quindi
trovare soluzioni innovative, proponendo approcci progettuali tecnologicamente avanzati, allo scopo di ottenere il massimo dei risultati possibili. Per convincersi ad intraprendere
una simile impresa, occorrono però casi virtuosi che mostrino la fattibilità, l’efficacia e
la convenienza di determinate soluzioni, palesando l’effettiva possibilità di raggiungere
drastiche riduzioni dei consumi energetici,
superando ogni valutazione teorica con dati
concreti e misurati. La tecnologia analizzata è
quella delle pompe di calore ad assorbimento
a fiamma diretta alimentate a gas naturale
ed energia rinnovabile aerotermica, utilizzata
per effettuare la riqualificazione energetica
di una centrale termica di un complesso residenziale del nord Italia.
Il sistema edificio-impianto
L’edificio e l’impianto preso ad esempio è un
condominio realizzato nel 1979 nella città di
Pinerolo (figura 1). Il fabbricato già presenta
caratteristiche di discreto isolamento termico
per le tecniche costruttive dell’epoca ed era
pienamente rispondente ai requisiti richiesti
dalle prime leggi in materia di contenimento
dei consumi energetici (Legge 373:1973). I
serramenti, rifatti nel tempo, presentano un
ottimo grado di coibentazione. Gli isolamenti
interni alle strutture edili sono di buona qualità vista la tecnica costruttiva dell’epoca, ma
permangono ancora molti ponti termici difficilmente eliminabili anche con un moderno
isolamento a cappotto. La centrale termica
dello stabile fornisce tutta l’energia termica
necessaria alla struttura, garantendo il servizio di climatizzazione invernale e di produzione acqua calda sanitaria centralizzata
(figura 2). L’energia termica veniva generata
attraverso una caldaia in ghisa di marca da
218 kW, installata per utilizzare combustibile
liquido e, nel tempo riqualificata per utilizzare il gas naturale come vettore energetico.
La caldaia esistente montava quindi un bruciatore gas premiscelato, bi-stadio, gestito
sostanzialmente per fornire l’intera potenza
termica in ogni condizione di carico richiesta
dall’impianto. Il sottosistema di distribuzione
del calore era costituito da colonne montanti secondo il vecchio schema di installazione
con distribuzione verticale. I terminali di impianto costituenti il sottosistema di immissione del calore in ambiente erano costituiti da
soffitti radianti realizzati in acciaio, alimentati ad una temperatura massima di 45 °C.
Tale temperatura era ottenuta per miscelazione attraverso valvole a tre vie, partendo
dalla temperatura resa disponibile dal sottosistema di generazione pari a 60 °C, temperatura che non variava in base alle condizioni
climatiche esterne e rimaneva costante così
come la portata di fluido termovettore elaborata. Il sistema di produzione acqua calda
sanitaria era costituito da uno spillamento
dal collettore principale della centrale ter-
2 Schema di principio del vecchio sottosistema di generazione esistente.
3 Variazione del rendimento dei generatori di calore in funzione del fattore di carico
macchina CR.
mica, attraverso il quale veniva alimentato
un serpentino di scambio posto all’interno
di un serbatoio di preparazione acqua calda sanitaria.
Il vecchio impianto di riscaldamento era quindi caratterizzato dai seguenti rendimenti dei
vari sottosistemi: a) sottosistema di emissione
ηem = 0,95; b) sottosistema di regolazione
ηre = 0,88; c) sottosistema di distribuzione
ηdi = 0,938.
Tali rendimenti sono stati desunti dalla norma
UNI TS 11300-2, dopo l’ispezione al fabbricato prevista per l’audit energetico di primo
livello (Light Audit). Il rendimento medio del
sottosistema di generazione è stato invece
stimato sulla base di calcoli analitici, effettuati sulla scorta dei consumi energetici e
delle condizioni climatiche per la stagione
di riscaldamento 2011-2012. Come si vedrà
il rendimento medio stagionale corrispondente alla gestione segnalata, risulterà pari
a ηgn,avg = 0,665.
I risultati dell’audit energetico
Trattandosi di un audit di primo livello, si è
dovuto lavorare con tempi ristretti riducendo al minimo i costi delle operazioni d’analisi preliminare, allo scopo di giungere ad una
99
RCI n.9/2014
Tab. 1- Dati climatici medi mensili rilevati in “capannina meteorologica” presso la stazione meteo
dell’aeroporto di Torino Caselle WMO 160590 durante l’anno di gestione condominiale 2011-2012.
DATO
GEN
FEB
MAR
APR
MAG
GIU
LUG
AGO
SET
OTT
NOV:
DIC
θa,avg,rilevata (°C)
2,47
0,56
11,90
11,21
22,00
22,00
23,47
24,00
20,17
13,00
7,59
4,07
θa,avg,normativa (°C)
-1,14
1,66
6,66
11,16
15,16
19,56
21,76
21,06
17,26
11,06
5,26
0,46
Δθa,avg (K)
3,61
-1,11
5,24
0,05
6,84
2,44
1,71
2,94
2,91
1,94
2,33
3,61
θa,min,rilevata (°C)
-2,20
-4,11
6,10
7,59
17,40
17,38
17,80
18,47
15,24
7,77
3,83
-0,63
θa,max,rilevata (°C)
8,70
6,22
17,73
15,38
26,50
26,52
28,90
29,50
26,14
18,83
12,38
10,13
Δθa,giorno (K)
10,90
10,33
11,63
7,79
9,10
9,14
11,10
11,03
10,90
11,07
8,55
10,77
θa,sat (°C)
0,57
0,56
3,87
6,97
15,43
15,45
15,23
16,87
14,34
7,63
5,14
1,40
U.R. (%)
69,40
71,11
60,27
75,17
67,23
67,34
62,33
67,00
69,21
70,70
82,14
65,93
Visibilità (km)
5,43
5,33
6,57
8,90
9,07
9,03
8,53
16,27
11,55
11,07
6,17
6,70
Vv,avg (km/h)
8,37
7,93
9,00
9,45
9,27
9,31
9,80
7,93
6,79
6,43
6,38
7,93
Vv,max (km/hm)
21,07
19,19
17,60
19,24
18,27
18,38
24,30
19,40
17,86
14,40
13,48
17,53
Tab. 2 - Dati climatici medi mensili rilevati in “capannina meteorologica” presso la stazione meteo
dell’aeroporto di Torino Caselle WMO 160590 durante l’anno di gestione condominiale 2012-2013.
DATO
GEN
FEB
MAR
APR
MAG
GIU
LUG
AGO
SET
OTT
NOV
DIC
θa,avg,normativa
(°C)
-1,14
1,66
6,66
11,16
15,16
19,56
21,76
21,06
17,26
11,06
5,26
0,46
Δθa,avg
(K)
4,17
0,67
-0,03
1,32
-0,53
1,13
2,21
3,01
1,39
2,51
3,05
1,37
θa,min,rilevata
(°C)
-0,87
-1,89
2,57
8,72
10,10
15,38
18,77
18,87
13,76
9,60
4,45
-2,30
θa,max,rilevata
(°C)
8,10
6,85
10,70
16,59
19,37
25,41
29,17
29,47
23,59
18,27
12,86
7,03
Δθa,giorno
(K)
8,97
8,74
8,13
7,86
9,27
10,03
10,40
10,60
9,83
8,67
8,41
9,33
θa,sat
(°C)
1,40
0,52
3,43
8,17
8,43
12,48
16,47
16,47
11,83
9,10
4,48
0,80
U.R.
(%)
Visibilità
(km)
4,53
78,97
7,19
66,70
6,53
75,53
8,14
76,28
9,17
68,03
9,79
61,69
9,50
64,00
8,93
63,63
8,14
66,86
7,20
75,07
6,34
74,83
4,97
68,07
Vv,avg
(km/h) 7,03
8,48
8,20
8,93
9,57
8,17
8,73
8,97
8,21
6,30
6,52
6,57
Vv,max
(km/h) 13,63
20,56
18,47
19,66
20,80
20,97
20,27
22,87
17,79
13,40
13,07
17,70
indicazione di massima nel modo più economico e conveniente per tutti gli operatori
interessati. In una fase preliminare, in cui l’utente finale non ha ancora affidato il lavoro
di analisi ad un progettista e nemmeno ha
determinato la volontà di procedere con una
riqualificazione, non è possibile agire attraverso metodi di progettazione e valutazione
energetica esecutiva. Si sono quindi adottati
metodi e strumenti di primo approccio, basati sull’esperienza pratica e su una letteratura
tecnica assolutamente autorevole e solida. Il
risultato delle valutazioni di primo approccio sono serviti alla società di installazione,
per convincere la committenza ad affidargli
l’incarico per la riqualificazione dello stabile
4 Variazioni di energia primaria consumata ed energia termica erogata dal sottosistema
di generazione esistente durante la stagione invernale 2011-2012.
100
RCI n.9/2014
e si è quindi potuto passare alla fase di progettazione termotecnica. I risultati dell’audit
5 Istogramma mensile indicante la qualità
della combustione attraverso l’indice
del consumo specifico di combustibile
– Situazione impianto esistente m3 di
metano per ogni kWh termico erogato.
di primo livello, condotto in collaborazione
tra l’installatore e la società costruttrice delle
pompe di calore sono stati quindi verificati
autonomamente da un professionista termotecnico attraverso standard tecnici CTI, come
per ogni buona progettazione è necessario
e doveroso fare.
La quantità di gas complessivamente consumata durante la stagione invernale 20112012, sia per il servizio di riscaldamento che
per la produzione di acqua calda sanitaria è
risultata pari a 19874 m3. Il solo servizio di riscaldamento ne ha richiesti 11613 m3, mentre il servizio ACS ne ha richiesti 8261 m3. In
base alle condizioni climatiche dei mesi della
stagione invernale considerata, si è potuto ricostruire l’andamento orario delle temperature, le temperature medie mensili e, i gradi
giorno della stagione. In base a queste informazioni di dettaglio, ricavate dagli archivi
della stazione meteorologica dell’aeroporto
di Torino Caselle (WMO 160590), si è potuto
distribuire proporzionalmente nei mesi della
stagione invernale i consumi di gas. Inoltre
sono stati calcolati i fattori di carico climatici
dell’edificio PLF e, di conseguenza, in base
alla potenza termica erogata dal generatore di calore, il fattore di carico della caldaia
CR. In tabella 1 sono riportati i dati climatici medi della stagione invernale 2011-2012
analizzata durante l’audit di primo livello e
monitorata dal punto di vista dei consumi,
per creare un valore di riferimento per i confronti empirici con la tecnologia che si intendeva utilizzare nella stagione successiva.
In tabella 2 sono riportati i dati relativi alla
stagione invernale successiva quando ormai
l’impianto riqualificato con pompe di calore
veniva monitorato per verificarne l’efficacia.
Si sono quindi ricostruiti i profili di consumo
del vecchio impianto ricavando infine il valore dell’energia termica complessivamente
consegnata dal sottosistema di generazione
al sottosistema di distribuzione.
Nella tabella 3 sono riportati i dati energetici
del sottosistema di generazione per ciò che
attiene la sola funzione di climatizzazione in-
Tab. 3 - Dati mensili della gestione con vecchio sottosistema di generazione, stimati in base ai consumi
misurati e alle condizioni meteo rilevate.
DATO
OTT
NOV
DIC
GEN
FEB
MAR
APR
θa,avg –Temperatura aria media
(°C)
12,2
6,8
3,3
1,7
-0,2
11,1
10,4
θw,dist,in - Temperatura mandata impianto
(°C)
26,1
29,9
32,3
33,4
34,7
26,9
27,4
θw,gn,out - Temperatura uscita vecchia caldaia (°C)
60,0
60,0
60,0
60,0
60,0
60,0
60,0
ϕh Potenza termica richiesta
(kW)
22,4
43,4
57,1
63,3
70,8
26,7
29,4
PLR - Fattore di carico climatico
(%)
21,6
41,8
54,9
60,9
68,0
25,7
28,3
CR - Fattore di carico vecchia caldaia
(%)
10,3
19,9
26,2
29,1
32,5
12,2
13,5
ηgn - Rendimento vecchia caldaia
(%)
57,7
67,4
71,4
72,9
74,5
60,2
61,7
Qh,gn,out - Energia termica richiesta
(MWh)
2,9
11,3
15,7
17,6
17,9
7,0
3,8
Ep,gas,gn - Energia primaria gas
(MWh)
5,0
16,8
22,0
24,1
24,1
11,7
6,1
Ep,el,gn - Energia primaria elettricità
(MWh)
0,17
0,65
0,88
0,98
0,99
0,41
0,22
REP vecchio sistema
(%)
55,8
64,9
68,6
70,1
71,6
58,2
59,5
101
RCI n.9/2014
6 Rappresentazione grafica del bilancio
energetico del sistema edificio impianto,
individuato sui dati di consumo del
vecchio impianto durante la stagione
2011-2012.
7 Schema di principio del nuovo
sottosistema di generazione.
vernale. Il valore del rendimento del vecchio
generatore è stato stimato in base al fattore
di carico macchina CR, nel quale è ricompreso anche l’effetto del sovradimensionamento del generatore rispetto alla massima
richiesta di potenza dell’edificio. La variazione del rendimento rispetto al dato di targa
e al dato misurato mediante la prova fumi è
stato ricavato attraverso un’equazione empirica derivata da numerose esperienze sul
campo, le quali hanno condotto al grafico
riportato in figura 3 riferito alle tre tipologie generali di generatore di calore. L’andamento del rendimento ai carichi parziali della
vecchia caldaia, evidenzia un peggioramento
della qualità della combustione poco individuabile analizzando solamente i consumi.
Infatti osservando l’andamento dei consumi
energetici si nota una normale progressione
in funzione delle variazioni delle condizioni
climatiche esterne (figura 4) ma nella realtà,
quando il fattore climatico PLR e di macchina
CR decrescono, progressivamente aumenta
il rapporto tra il consumo di combustibile e
l’energia termica conseguentemente erogata
(figura 5). Il sovradimensionamento del generatore è stato valutato utilizzando il valore
del fattore di carico climatico, i dati di consumo di combustibile ed il rendimento del
102
RCI n.9/2014
generatore di calore esistente, attraverso la
seguente relazione.
h,gn,max =
VCH4 ⋅ Pci ⋅ gn,agw
(1)
Dove: VCH4 è il consumo di combustibile gassoso espresso in m3/anno; Pci è il potere calorifico inferiore del combustibile espresso in
kWh/m3; ηgn,avg è il rendimento medio stagionale del generatore di calore esistente; g
sono i giorni della stagione di riscaldamento
effettivi; PLR il fattore climatico stagionale
per il periodo di funzionamento considerato; fi è un fattore per tener conto dell’intermittenza di utilizzo dell’impianto in funzione
della tipologia di sottosistema di immissione
del calore presente in impianto; fd è un fattore discrezionale, ricavato dall’esperienza
pratica, attraverso il quale si può tener conto degli apporti gratuiti, della diminuzione
dei ricambi d’aria durante le ore notturne
durante le quali i serramenti vengono nor24 ⋅ g ⋅ PLR ⋅ fi ⋅ fd
malmente tenuti chiusi in inverno e tutte le
altre possibili riduzioni di fabbisogno termico. Il coefficiente fd può valere 0,75÷0,80
per impianti a radiatori; 0,65 ÷ 0,70 per impianti radianti. Il coefficiente d’intermittenza
fi, invece può essere calcolato attraverso la
seguente relazione.
fi =
h + PLR ⋅ (24 + 0,2041⋅ h – h)
24
(2)
Dove: h (unico simbolo non noto) rappresenta le ore di attivazione giornaliera dell’impianto di riscaldamento. La potenza termica
massima così calcolata è risultata pari a circa
104 kW, attraverso i quali si è stimato che
alle condizioni di progetto, il generatore di
calore si trova già a condizioni di carico parziale pari al 48% con un sovradimensionamento di 114 kW. La procedura indicata, pur
non essendo normata è accettabile in una
valutazione di primo approccio per un audit
energetico di primo livello, essendo ricavata
da autorevole letteratura tecnica (Palmizzi F.
1995). Il metodo risulta particolarmente utile ai terzi responsabili degli impianti quando,
ai sensi del D.P.R. 74/2013, nel compilare il
libretto di impianto dovranno verificare anche la congruità dei generatori rispetto alle
richieste dell’edificio.
Le analisi svolte hanno condotto ad individuare il bilancio energetico del sistema edificio impianto, con la giusta approssimazione
per una analisi di audit di primo livello (figura
6). Attraverso tale bilancio, limitatamente al
sistema di climatizzazione invernale e produzione acqua calda sanitaria, si è potuto individuare i punti in cui avvengono le principali
perdite di energia e le varie opportunità di
riqualificazione energetica dell’edificio. Oltre
ad un ipotizzabile miglioramento del grado
di coibentazione (ipotesi scartata per i costi
necessari per porre mano all’edificio rifacendo la copertura e realizzando l’isolamento a
cappotto), i punti maggiormente inefficienti sono risultati il sottosistema di generazione e il sottosistema di regolazione, entrambi migliorabili con operazioni poco invasive
e con costi di realizzazione accettabili per la
committenza.
a
b
8 Immagine della centrale termica esterna (a) ed interna (b) dopo la riqualificazione energetica.
L’impianto realizzato
Si è quindi deciso di valutare le prestazioni di
un nuovo sottosistema di generazione (figura
7) costituito da due pompe di calore ad assorbimento e da una caldaia a condensazione (figura 8). Il sistema di climatizzazione si
è previsto di gestirlo con un regolatore elettronico il quale, seguendo una ben precisa
curva climatica, è in grado di richiedere la
temperatura necessaria nelle varie condizioni
climatiche alle due tipologie di generatore,
gestendo la giusta priorità di funzionamento
delle apparecchiature presenti. Inoltre il regolatore provvede al calcolo degli integrali di
ritardo all’intervento, necessari per evitare i
pendolamenti nell’accensione e spegnimento della caldaia in secondo gradino. Il PLC
provvede a gestire la funzione di produzione acqua calda sanitaria del sottosistema di
generazione. Le elettroniche di bordo delle
due apparecchiature di generazione, fornite da costruttori differenti, autonomamente
gestiscono la temperatura scorrevole sul generatore e la modulazione della potenza ero-
Tab.4 - Dati mensili della gestione con il nuovo sottosistema di generazione, stimati in base ai consumi misurati
e alle condizioni meteo rilevate.
DATO
OTT
NOV
DIC
GEN
FEB
MAR
APR
θa,avg - Temperatura aria media
(°C)
12,2
6,8
3,3
1,7
-0,2
11,1
10,4
θw,dist,in - Temperatura mandata impianto
(°C)
27,4
32,2
35,2
36,5
38,1
28,4
29,0
θw,gn,out - Temperatura uscita vecchia caldaia (°C)
35,0
35,0
35,2
36,5
38,1
35,0
35,0
ϕh Potenza termica richiesta
(kW)
22,4
43,4
57,1
63,3
70,8
26,7
29,4
PLR - Fattore di carico climatico
(%)
21,6
41,8
54,9
60,9
68,0
25,7
28,3
CR - Fattore di carico vecchia caldaia
(%)
100,0
100,0
100,0
100,0
100,0
100,0
100,0
GUE – Efficienza utilizzo gas GAHP
(%)
166,3
165,5
164,3
163,9
159,9
166,3
165,9
1
2
2
2
2
1
1
--
--
--
--
--
--
--
0
0
0
0
0
0
0
Numero GAHP accese
ηgn - Rendimento nuova caldaia
(%)
Numero caldaie accese
Efficienza GUE sottosistema di gen.
(%)
166,3
165,5
164,3
163,9
159,9
166,3
165,9
Qh,gn,out - Energia termica richiesta
(MWh)
2,9
11,3
15,7
17,6
17,9
7,0
3,8
Ep,gas,gn - Energia primaria gas
(MWh)
1,7
6,8
9,6
10,7
11,2
4,2
2,3
Ep,el,gn - Energia primaria elettricità
(MWh)
0,4
1,6
1,7
1,7
1,5
0,8
0,4
REP nuovo sistema
(%)
134,2
133,4
139,5
141,5
140,7
138,5
140,4
103
RCI n.9/2014
9 Istogramma mensile indicante le differenze nella qualità della combustione
attraverso l’indice del consumo specifico di combustibile – Situazione impianto
esistente (istogrammi grigi) e impianto riqualificato (istogrammi arancioni) m 3 di
combustibile per ogni kWh termico erogato.
10 Confronti sui consumi energetici mensili (energia primaria non rinnovabile ed
energia termica utilizzata) – Situazione impianto esistente (istogrammi grigi) e
impianto riqualificato (istogrammi arancioni).
gata. L’impianto, progettato per la potenza di
progetto effettivamente richiesta dall’edificio
(104 kW), è in grado di modulare da 15,4
kW minimi fino a 112 kW massimi, mantenendo elevata in ogni condizione l’efficienza
del sottosistema di generazione.
L’acqua calda sanitaria è principalmente ottenuta mediante il funzionamento della nuova
caldaia, la quale attraverso due valvole deviatrici a tre vie, viene disconnessa dall’impianto di riscaldamento e connessa al serpentino
104
RCI n.9/2014
alto del bollitore ACS. Viene garantito anche
un servizio di pre-riscaldo dell’acqua calda sanitaria, su cui intervengono ad altissima efficienza le pompe di calore ad assorbimento,
gestendo all’occorrenza un set-point differenziato per effettuare tale servizio, per l’evenienza è stata predisposta una valvola miscelatrice a tre vie controllata dall’elettronica
della caldaia sullo spillamento del circuito di
riscaldamento, al fine di garantire sempre la
giusta temperatura all’impianto radiante. Le
stime dei consumi del nuovo sistema, svolte
per la medesima stagione sulla quale è stata
valutata la prestazione dell’impianto esistente, hanno evidenziato una riduzione dei consumi di energia primaria complessiva di 93,5
MWh pari al 48,7 % rispetto ai consumi del
vecchio sottosistema di generazione, mentre
la riduzione del solo gas consumato si è attestata ad un valore pari al 51,9%. Il dettaglio
delle prestazioni energetiche stimate per il
nuovo sottosistema di generazione (funzione
solo riscaldamento) sono riportati in tabella
4. Anche per quanto riguarda la qualità della
combustione si è potuto evidenziare un netto
miglioramento, consentendo di equalizzare il
valore di quantità di combustibile consumata
per ogni kWh termico generato. La differenza del consumo specifico di combustibile nel
passaggio da vecchia e nuova soluzione impiantistica, è evidenziata nel grafico di figura
9, mentre le differenze sui consumi energetici
sono evidenziate nel grafico di figura 10. Il
grafico di figura 11 mostra invece l’andamento dei consumi in funzione della temperatura
dell’aria esterna, ed identifica di fatto la firma
energetica del sistema edificio impianto stimata sia per la situazione esistente che per la
situazione ad impianto riqualificato secondo
quanto previsto. Sulla base delle stime svolte,
ed a fronte dei preventivi di spesa, si è convinta l’assemblea condominiale a procedere,
commissionando una diagnosi energetica di
secondo livello contestuale alla progettazione esecutiva dell’impianto.
I risparmi ottenuti
L’impianto realizzato nel corso dell’estate
2012, è stato monitorato anche per tutta la
stagione di riscaldamento 2012-2013, allo
scopo di verificarne i risultati energetici in base alle letture sui contatori. Non si è trattato
ovviamente di un vero e proprio monitoraggio energetico del sistema edificio-impianto,
tuttavia le misure condotte dal terzo responsabile sono significative ai fini di una valutazione dell’efficacia dell’intervento effettuato. Come evidenziato dalle tabelle 1 e 2, le
Tab. 5 - Riassunto delle misure svolte sul contatore gas della centrale termica nelle due stagioni di
monitoraggio.
DATO
Consumo gas stagione 2011-12 (m3)
Consumo gas stagione 2012-13 (m3)
Differenza dei consumi
(m3)
OTT
2018
826
1192
NOV
3119
1248
1871
DIC
2472
1970
502
GEN
3652
1913
1739
FEB
3380
1673
1707
MAR
2933
1034
1899
APR
2300
891
1409
I PROTAGONISTI
DELL’IMPIANTO
Società installatrice
Fossati impianti
I fornitori
Pompa di calore ad assorbimento:
Robur
Caldaia a condensazione:
Hoval
Regolatore elettronico:
Johnson Controls
condizioni climatiche dei due anni confrontati
non sono molto differenti. La stagione 20112012 è risultata molto fredda solo nel mese
di febbraio, ma nella stagione 2012-2013 pur
mancando le condizioni di freddo estremo del
febbraio precedente, si sono verificate condizioni di clima addirittura leggermente più
rigido. Entrambe le stagioni sono risultate pesantemente sopra la media stagionale (gradi
giorno 2815 e temperatura media 4 °C) essendo la stagione 2011-2012 caratterizzata
da 2582 GG e da una temperatura media di
7,25 °C, ed essendo la stagione 2012-2013
caratterizzata da 2697 GG e da una temperatura media di 6,88 °C. Come si evince dal
confronto dei grafici di figura 12, nei quali
sono riportati i BIN rilevati per le due stagioni,
la stagione 2011-2012 è stata caratterizzata
da poche ore (concentrate in una sola settimana del mese di febbraio 2012) a temperature sotto la temperatura minima di progetto, ma sostanzialmente caratterizzata da un
numero considerevole di ore a temperatura
abbondantemente sopra la media stagionale e un numero di ore nettamente inferiore a
temperatura prossima alla media rispetto alla
stagione 2012-2013. Sulla scorta di queste
considerazioni climatiche, il confronto tra i
consumi di gas delle due stagioni a cavallo
11 Tendenza dell’andamento dei consumi di energia termica ed energia primaria non
rinnovabile in funzione della temperatura dell’aria esterna – Firma energetica del sistema
edificio impianto prima e dopo la riqualificazione energetica della centrale termica.
della riqualificazione energetica dell’edificio
in Pinerolo, è attendibile anche senza correzioni per normalizzare i dati energetici. La
quantità di gas consumata dal nuovo sotto-
sistema di generazione dopo la riqualificazione e l’introduzione di un nuovo sottosistema
di regolazione, è evidenziato nella tabella 5,
dove si individua una riduzione netta di gas
12 Istogrammi BIN rilevati presso la stazione meteorologica dell’aeroporto di Torino
Caselle WMO 160590 per le due stagioni di riscaldamento considerate (2011-2012
istogramma di sinistra e 2012-2013 istogramma di destra)
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RCI n.9/2014
SIMBOLOGIA UTILIZZATA
θa,avg,rilevata = temperatura media mensile
rilevata in capannina meteorologica nel
mese indicato della stagione considerata.
θa,avg,normativa = temperatura media mensile
statistica prelevata da normativa.
Δθa,avg,normativa = differenza di temperatura
tra la media statistica mensile e il dato
medio mensile rilevato nella stagione
considerata.
θa,min,rilevata = temperatura minima mensile
rilevata in capannina meteorologica nel
mese indicato della stagione considerata.
θa,max,rilevata = temperatura massima
mensile rilevata in capannina
meteorologica nel mese indicato della
stagione considerata.
Δθa,giorno = escursione termica media
giornaliera rilevata nel mese considerato
per la stagione analizzata.
θa,sat = temperatura di saturazione mensile
media rilevata in capannina meteorologica
nel mese indicato della stagione
considerata.
U.R. = umidità relativa mensile media
rilevata in capannina meteorologica nel
mese indicato della stagione considerata.
Visibilità = visibilità mensile media
rilevata in capannina meteorologica nel
mese indicato della stagione considerata.
Vvavg = velocità media del vento mensile
rilevata in capannina meteorologica nel
mese indicato della stagione considerata.
Vvmax = velocità massima del vento mensile
rilevata in capannina meteorologica nel
consumato pari a 10319 m3, che corrisponde
ad una riduzione del 51,9% dei consumi di
gas, perfettamente allineato alla stima svolta
durante l’audit di primo livello.
Conclusioni
La sinergia creatasi durante le fasi di diagnosi
energetica di primo livello e progettazione
preliminare, ha consentito con tempi e costi di realizzazione estremamente ridotti di
effettuare analisi anche di grande dettaglio,
utilizzate per individuare la migliore soluzione tecnica possibile nel caso specifico.
Sinergia che può definirsi progettazione integrata di riqualificazioni energetiche, effettuata con interlocutori che normalmente
con tale concetto poco hanno a che vedere.
Probabile segno che nel riqualificare edifici
esistenti, specialmente nell’ambito residen-
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RCI n.9/2014
mese indicato della stagione considerata.
θa,avg = temperatura media dell’aria esterna.
θw,dist,in = temperatura media prevista da
curva climatica calcolata (Palmizzi F. 1995)
per il fluido termovettore in ingresso al
sottosistema di distribuzione.
θw,gn,out = temperatura del fluido
termovettore in uscita dalla vecchia
caldaia.
ϕh = potenza termica richiesta in ingresso
al sottosistema di distribuzione.
PLR = attore di carico climatico calcolato
in base alle temperature medie dell’aria
esterna e al salto termico di progetto.
CR = fattore di carico dei diversi
generatori, calcolato per rapporto tra
resa termica del generatore e potenza
termica richiesta alle condizioni di fattore
climatico indicate.
ηgn = rendimento generatore di calore.
GUE = efficienza di utilizzo del gas riferita
al funzionamento delle pompe di calore ad
assorbimento, calcolato secondo UNI EN
12309-2.
Qh,gn,out = energia termica consegnata al
sottosistema di distribuzione.
Ep,gas,gn = energia primaria non rinnovabile
dovuta al consumo di gas naturale.
Ep,el,gn = energia primaria non rinnovabile
dovuta al consumo di energia elettrica.
REP = rapporto d’energia primaria
(efficienza complessiva di un generatore o
dell’intero sottosistema di distribuzione)
ottenuto per rapporto tra l’energia
termica consegnata e l’energia primaria
ziale condominiale, sia necessario cambiare gli schemi tradizionali degli approcci progettuali e stringere collaborazioni tra figure
professionali differenti (tecnici d’industria,
termotecnici, installatori, terzi responsabili),
talvolta anche non facenti parte del settore
termoidraulico (amministratori di condominio). Tale lavoro sinergico, vantaggioso economicamente per tutti gli attori coinvolti, si
è proficuamente tradotto in strumenti per
informare la committenza, spiegando con
autorevolezza e linguaggio adeguato le opportunità di risparmio energetico ed economico che potevano ottenersi con una riqualificazione della centrale termica.
Risultati teorici, che all’atto pratico sono stati pienamente tutti raggiunti, attraverso un
impianto realizzato come da prima ipotesi,
il quale ha ottenuto una riduzione netta re-
non rinnovabile totale (somma di tutte le
energie primarie non rinnovabili).
T = termometro.
P = manometro.
BT = bitermostato di regolazione e blocco.
PC = pozzetto di controllo.
VEA = vaso d’espansione aperto posto in
copertura.
CAI gruppo di caricamento automatico per
gravità.
PAC = pompa di circolazione anticondensa.
ISR = soffitti radianti.
SPS = serbatoio di preparazione acqua
calda sanitaria.
ACS = acqua calda sanitaria.
VRM = valvola miscelatrice a tre vie
STM = sonda temperatura di mandata.
PLC = regolatore per gestione curva
climatica all’impianto e cascata tecnologie.
CCI pannello comfort control interface per
gestione pompe di calore.
SCE = sonda climatica esterna.
PIR = pompa di alimento impianto a
soffitti radianti.
PSB = pompa di alimento serpentino per
preparazione acqua calda sanitaria.
PP-GAHP pompe circuito primario pompe
di calore.
PP-C pompa circuito primario caldaia a
condensazione.
VCS valvole di deviazione caldaia per
funzione acqua calda sanitaria.
AFA = acqua fredda da acquedotto.
ale dei consumi di gas pari al 52%. Risultato ottenibile unicamente grazie alla soluzione
con pompe di calore ad assorbimento GAHP.
© RIPRODUZIONE RISERVATA
Bibliografia
Ghisleni M. Cosa occorre per riqualificare. RCI
Ed. Tecniche Nuove, luglio 2013, 30-38
Ghisleni M. L’audit energetico. RCI Ed. Tecniche
Nuove, settembre 2013, 36-48
Ghisleni M. Diagnosi energetica: l’elaborazione
dei dati. RCI Ed. Tecniche Nuove, ottobre 2013,
32-40
Ghisleni M. Diagnosi energetica: conclusione del
lavoro. RCI Ed. Tecniche Nuove, ottobre 2013,
42-50
Mazzarella L. 2010. Diagwnosi energetica
(Energy Audit): aspetti generali - criteri e
procedure di valutazione. Milano: AiCARR
Mazzarella L., Piterà L.A. 2014. Efficienza Energetica
attraverso la Diagnosi e il Servizio Energia negli Edifici
- Linee Guida. Milano: AiCARR
Palmizzi F. Vademecum del termotecnico. Ed.
PEG Milano 1995