NUOVI CRITERI DI
PROGETTAZIONE
ALLA LUCE DEL
D.Lgs.28/11
IL DECRETO LEGISLATIVO n.28
del 3 marzo 2011 di
recepimento della direttiva RES
2009/28/CE
(Decreto rinnovabili o Romani) ha
previsto
nuovi obblighi di integrazione
delle fonti rinnovabili
per coprire parzialmente i “consumi”
per la climatizzazione nei
nuovi edifici e negli edifici esistenti
sottoposti a
ristrutturazioni rilevanti (cioè con
superficie d’intervento
superiore a 1000 m2 o soggetti a
demolizione
e ricostruzione)
RISCALDAMENTO, SANITARIA
RAFFRESCAMENTO
20% al 31/5/2012
35% al 1/1/2014
50% al 1/1/2017
ART. 11 DLGS. 28/2011
1. I progetti di edifici di nuova costruzione
ed i
progetti di ristrutturazioni rilevanti degli
edifici
esistenti prevedono l’utilizzo di fonti
rinnovabili
per la copertura dei consumi di calore,
di elettricità e per il raffrescamento
ART. 2 COMMA 1
Si applicano inoltre le seguenti definizioni:
a) “energia da fonti rinnovabili”:
energia proveniente
da fonti rinnovabili non fossili, vale a dire
energia eolica, solare, aerotermica, geotermica,
idrotermica e oceanica, idraulica, biomassa, gas
di discarica, gas residuati dai processi di
depurazione
e biogas;
b) “energia aerotermica”:
energia accumulata
nell’aria ambiente sotto forma di calore;
c) “energia geotermica”
energia immagazzinata
sotto forma di calore nella crosta terrestre;
e) “biomassa”:
la frazione biodegradabile dei prodotti,
rifiuti e residui di origine biologica provenienti
dall’agricoltura (comprendente sostanze vegetali
e animali), dalla silvicoltura e dalle industrie connesse,
comprese la pesca e l’acquacoltura, gli sfalci
e le potature provenienti dal verde pubblico e privato,
nonché la parte biodegradabile dei rifiuti industriali
e urbani.
Allegato 1 DLGS. 28/2011
9. Ai fini del paragrafo 1, lettera b), non si tiene
conto dell'energia termica generata da sistemi
energetici passivi, che consentono di diminuire il
consumo di energia in modo passivo tramite la
progettazione degli edifici o il calore generato da
energia prodotta da fonti non rinnovabili.
Ovvero l’isolamento non è “fonte rinnovabile”
Allegato 3 DLGS. 28/2011
2. Gli obblighi di cui al comma 1 non
possono essere assolti tramite impianti
da fonti rinnovabili che producano
esclusivamente energia elettrica la quale
alimenti, a sua volta, dispositivi o impianti
per la produzione
di acqua calda sanitaria, il riscaldamento
e il raffrescamento
Allegato 3 DLGS. 28/2011
6. Per gli edifici pubblici gli obblighi di cui
ai precedenti commi sono incrementati
del 10%
LE POMPE DI CALORE
BILANCIO ENERGETICO
EFFICIENZA ENERGETICA
EF
EER 
ES
EC EF  ES
COP 

 EER  1
ES
ES
PERCENTUALE RINNOVABILE
1
1
ERES  Eric
 Eric
1  SPF
1  COPmediostagionale
Premia molto le pompe di calore elettriche
PdC ELETTRICHE
Bisogna tener conto del rendimento della rete
elettrica
PERCENTUALE RINNOVABILE
SPF 1,15
1

RAPPORTO ENERGIA PRIMARIA
EF  SE EF
REPESTIVO 

EP
ES
EC  SE EC
REPINVERNALE 

EP
ES
PERCENTUALE ENERGIA RINNOVABILE
EC  EP
ES
1
ERin% 
1
1 
EC
 SE EC
REPINV
PERCENTUALE ENERGIA RINNOVABILE
QUANTO PUO’ ESSERE LA QUOTA DI
RAFFRESCAMENTO RISPETTO AL
RISCALDAMENTO + SANITARIA?
ESEMPIO
Con un fabbisogno annuo per
riscaldamento e sanitario di 100.000 kWh
e una pompa di calore con COP medio = 4
che fabbisogno
per il raffrescamento
si copre?
ESEMPIO (continua)
Si supponga ora di essere nelle condizioni
di rispetto del DLsg 18/11 nel 2012:
Fabbisogno Ris + AS =100.000 kWh
Fabbisogno Raffrescamento = 275.000 kWh
pompa di calore con COP medio = 4
Che quota del raffrescamento deve essere
coperto da RES?
E’ POSSIBILE PENSARE DI UTILIZZARE
SOLO IL SOLAR COOLING?
ASSOLUTAMENTE NO
COME SI FARA’?
1^ regola: consumare meno
Meno si consuma, minori sono i
fabbisogni, minore è l’energia da fonte
rinnovabile necessaria
CONSUMO DI ENERGIA
EFFETTI DELL’ISOLAMENTO TERMICO DEGLI EDIFICI
Grande risparmio in inverno
quando la temperatura
dell’aria esterna è bassa
EFFETTI DELL’ISOLAMENTO TERMICO DEGLI EDIFICI
Basso risparmio
energetico in estate
EFFETTI DELL’ISOLAMENTO TERMICO DEGLI EDIFICI
Utilizzo schermi
solari
EFFETTI DELL’ISOLAMENTO TERMICO DEGLI EDIFICI
Il passaggio da riscaldamento a
condizionamento avviene ad una
temperatura dell’aria più bassa
2 effetti positivi
EFFETTI POSITIVI
1) Sovrapposizione carichi: possibilità
di utilizzo della tecnologia dei
polivalenti
2) Ottimizzazione dell’impianto
SOVRAPPOSIZIONE CARICHI
FUZIONAMENTO POLIVALENTI
Recuperatore
Ref - Acqua
COM
Scambiatore
Ref - Aria
Scambiatore
Ref - Acqua
2 TUBI
Recuperatore
Ref - Acqua
COM
Scambiatore
Ref - Aria
Scambiatore
Ref - Acqua
4 TUBI
Recuperatore
Ref - Acqua
COM
Scambiatore
Ref - Aria
Scambiatore
Ref - Acqua
2 tubi
Impianto a 2 tubi (ALBERGO)
Estate – solo freddo
Acqua
sanitaria
EXP
Circuito
impianto
2 tubi estate solo freddo
Recuperatore
Ref - Acqua
COM
Scambiatore
Ref - Aria
Scambiatore
Ref - Acqua
2 tubi
Impianto a 2 tubi (ALBERGO)
Estate – recupero
Acqua
sanitaria
EXP
Circuito
impianto
2 tubi estate recupero
Recuperatore
Ref - Acqua
COM
Scambiatore
Ref - Aria
Scambiatore
Ref - Acqua
2 tubi
Impianto a 2 tubi (ALBERGO)
mezza stagione
Acqua
sanitaria
EXP
Circuito
impianto
2 tubi mezza stagione
Recuperatore
Ref - Acqua
COM
Scambiatore
Ref - Aria
Scambiatore
Ref - Acqua
2 tubi
Impianto a 2 tubi (ALBERGO)
Inverno – riscaldamento
Acqua
sanitaria
EXP
Circuito
impianto
2 tubi inverno riscaldamento
Recuperatore
Ref - Acqua
COM
Scambiatore
Ref - Aria
Scambiatore
Ref - Acqua
2 tubi
Impianto a 2 tubi (ALBERGO)
Inverno – produzione sanitaria
Acqua
sanitaria
EXP
Circuito
impianto
2 tubi inverno sanitaria
Recuperatore
Ref - Acqua
COM
Scambiatore
Ref - Aria
Scambiatore
Ref - Acqua
2 tubi
inverno
Si può decidere la priorità
tra impianto e produzione
acqua sanitaria
4 tubi
Impianto a 4 tubi (UFFICI)
solo freddo
Circuito
caldo
EXP
Circuito
freddo
4 tubi solo freddo
Condensatore
recupero
COM
Scambiatore
Ref - Aria
Evaporatore
4 tubi
Impianto a 4 tubi (UFFICI)
recupero
Circuito
caldo
EXP
Circuito
freddo
4 tubi recupero
Condensatore
recupero
COM
Scambiatore
Ref - Aria
Evaporatore
4 tubi
Impianto a 4 tubi (UFFICI)
Solo caldo
Circuito
caldo
EXP
Circuito
freddo
4 tubi solo caldo
Condensatore
COM
Scambiatore
Ref - Aria
Evaporatore
VANTAGGIO DEL POLIVALENTE
NEL FUNZIONAMENTO IN RECUPERO
DI CALORE LA SORGENTE
RINNOVABILE E’ LO STESSO
RAFFRESACAMENTO DEI LOCALI
QUANDO C’E’ SOVRAPPOSIZIONE DEI
CARICHI SI DEVE CONSIDERARE CHE LO
SCOPO E’ PRODURRE CALDO E SI
RECUPERA FREDDO
Se non si fa così, si rischia di privilegiare
un sistema di generazione separata che fa
consumare il doppio!!
Se si interpreta il recupero sul caldo
come riduzione del fabbisogno termico, non
si utilizza una fonte rinnovabile
ESEMPIO 1
Si devono fornire 100 kWh di riscaldamento
e sanitario e 75 kWh di raffrescamento
Generazione doppia:
FABBISOGNO CALDO = 100 kWh
100 kWh Caldo
PdC (COP = 4)
GF (EER = 3)
75 kWh
FONTE RINNOVABILE
FABBISOGNO FREDDO = 75 kWh
Percentuale RES = 75/175 = 43%
CONSUMO EE = 50 kWh
FABBISOGNO CALDO = 100 kWh
100 kWh Caldo
PdC (COP = 4)
GF (EER = 3)
75 kWh
FONTE RINNOVABILE
FABBISOGNO FREDDO = 75 kWh
Se si interpreta il recupero sul caldo
come riduzione del fabbisogno termico, non
si utilizza una fonte rinnovabile
Se si vede il recupero con questa
interpretazione:
FABBISOGNO CALDO = 100 kWh
100 kWh Caldo
Percentuale RES = 0/75 = 0%
CONSUMO EE = 25 kWh
GF (EER = 3)
75 kWh
FABBISOGNO FREDDO = 75 kWh
Arrivo al paradosso che un sistema
che fa risparmiare il 50% dell’energia
elettrica è penalizzato perché non genera
rinnovabile
Invece non solo la produzione
principale deve essere considerata il caldo,
ma il recupero freddo deve essere
considerato sia una riduzione del
fabbisogno di raffrescamento, sia una fonte
rinnovabile
è il senso dell’interpretazione data in
precedenza: Vanno considerate fonti
rinnovabili anche parti dell’impianto che
sostituiscano in alcuni momenti le rinnovabili
tradizionali
VANTAGGIO DEL RECUPERO
NEL FUNZIONAMENTO IN RECUPERO
DI CALORE LA SORGENTE
RINNOVABILE E’ LO STESSO
RAFFRESACAMENTO DEI LOCALI
ESEMPIO
Si devono fornire 100 kWh di riscaldamento
e sanitario e 125 kWh di raffrescamento
Con un sistema a PdC tradizionale si ha:
FABBISOGNO CALDO = 100 kWh
100 kWh Caldo
PdC (COP = 4)
GF (EER = 3)
75 kWh
FONTE RINNOVABILE
FABBISOGNO FREDDO = 125 kWh
Percentuale RES = 75/225 = 33%
FABBISOGNO CALDO = 100 kWh
100 kWh Caldo
PdC (COP = 4)
GF (EER = 3)
75 kWh
FONTE RINNOVABILE
FABBISOGNO FREDDO = 125 kWh
Con un sistema a recupero, la fonte
rinnovabile è lo stesso fabbisogno freddo:
FABBISOGNO CALDO
PdC (COP = 4)
FONTE RINNOVABILE = FABBISOGNO FREDDO
Si lavora in recupero fino a soddisfare il
fabbisogno caldo
FABBISOGNO CALDO = 100 kWh
100 kWh Caldo
Polivalente in
recupero (COP = 4)
75 kWh
FONTE RINNOVABILE = FABBISOGNO FREDDO = 125 kWh
Poi si lavora in freddo per sopperire al
rimante fabbisogno freddo
Polivalente in
freddo (EER = 3)
50 kWh
FABBISOGNO FREDDO = 125 – 75 = 50 kWh
Poi lavora in freddo per sopperire al rimante
fabbisogno freddo
Percentuale RES = 75/150 = 50%
Polivalente in
freddo (EER = 3)
50 kWh
FABBISOGNO FREDDO = 125 – 75 = 50 kWh
5^ problema: il FC deve essere
considerato rinnovabile, sia se diretto
che indiretto
Tra l’energia richiesta
dall’edificio
e quella richiesta
dai generatori
C’E’ DI MEZZO L’IMPIANTO
AZIONE SU IMPIANTI
Gli impianti possono essere:
- neutri
- energeticamente negativi
- energeticamente positivi
INEFFICIENZE FUNZIONAMENTO INVERNALE
1) ECCESSO ARIA RINNOVO
2) ECCESSO UMIDIFICAZIONE
3) TEMPERATURA TROPPO ELEVATA
INEFFICIENZE FUNZIONAMENTO ESTIVO
1) ECCESSO ARIA RINNOVO
2) ECCESSO DEUMIDIFICAZIONE
3) ECCESSO POST- RISCALDAMENTO
4) TEMPERATURA TROPPO BASSA
RISPARMIO ENERGETICO
per RECUPERO DI CALORE
e per TEMPERATURA AMBIENTE PIU’
MODERATA
(più bassa in inverno e più alta in estate)
RISPARMIO ENERGETICO
per FREE COOLING
La cosa meno costosa è corregge gli
impianti energeticamente negativi
Inverno - estate
ECCESSO DI PORTATA D’ARIA ESTERNA
Si corregge con sonde di qualità dell’aria e
sistemi a portata d’aria di rinnovo variabile
Inverno - estate
L’umidità dell’aria ambiente influisce molto
poco sul benessere. E’ conveniente
umidificare e deumidificare il meno
possibile
Estate – risparmio annuo ottenibile
mantenendo UR = 55-60% anziché UR =
50% (Re = 0,85)
Perché il recupero di calore sull’aria
esausta non può essere considerato
rinnovabile?
E’ un errore concettuale enorme: l’aria
esausta è sicuramente una sorgente di
calore rinnovabile, perché infinita, in
condizioni migliori di quella esterna
Probabilmente l’interpretazione viene fatta
perché non si sa come parificare tra loro i
vari sistemi di recupero, statico e dinamico.
Invece è facile se anche per il recupero si
adotta il criterio del COP
ETR
COPR EC 
EV
ENERGIA
RECUPERATA
ETR
COPR EC 
EV
ENERGIA SPESA DAI
VENTILATORI
Si usa la stessa formula delle PdC, sia
in inverno che in estate.
In questo modo si favoriscono i
sistemi di recupero più prestazionali,
confrontandoli tra loro in modo
semplice
RECUPERO RIGENERATIVO
Il post-riscaldamento è sempre una perdita
energetica
recupero rigenerativo
L’aria deve essere prima raffreddata da
EaB
Si usa una batteria fredda
35°C
14,3°C
recupero rigenerativo
Poi riscaldata da
B a AP
Si aggiunge una batteria calda
35°C
14,3°C
21°C
recupero rigenerativo
C’è bisogno di calore in
questo punto
che può essere
prelevato a monte della
batteria fredda
35°C
14,3°C
21°C
recupero rigenerativo
Si sfrutta la terza
batteria (quella di
preriscaldamento)
35°C
collegata
idraulicamente
con quella calda
14,3°C
recupero rigenerativo
Si sottrae calore all’aria in
questo punto
e si trasferisce qui
35°C
14,3°C
21°C
recupero rigenerativo
Si preraffredda gratuitamente l’aria da
EaR
27,2°C
35°C
14,3°C
recupero rigenerativo
RISPARMIO ENERGETICO
La batteria fredda deve trattare l’aria solo da
RaB
35°C
27,2°C
14,3°C
21°C
recupero rigenerativo
Tra B e AP si usa il calore trasferito tra E e R
Non c’è bisogno di altra fonte di energia
35°C
27,2°C
14,3°C
21°C
Il recupero di calore in estate ha senso se
si utilizzano sistemi di raffreddamento
adiabatico indiretto
Altrimenti non ne ha
Raffreddamento adiabatico indiretto RAI
RAI doppio stadio
RAI ricircolo aria esterna
Risparmio ESTIVO: URa = 50%, e = 0,65, eff. Um. = 85%
Free-Cooling diretto – clima italiano
Free-Cooling diretto – clima di BARI
FREE COOLING DIRETTO
Appena l’entalpia dell’aria esterna
diventa minore di quella
massima accettabile in ambiente
FREE COOLING DIRETTO
Il recuperatore è by-passato e viene
immesso il 100% di aria di rinnovo
FREE COOLING DIRETTO
FREE COOLING DIRETTO + RAD
Si aggiunge un umidificatore
adiabatico a monte della
batteria fredda
FREE COOLING DIRETTO + RAD
FREE COOLING DIRETTO + RAD + RAI
Si aggiunge un umidificatore adiabatico
sull’espulsione e non si by-passa il recupero
FREE COOLING DIRETTO + RAD + RAI
FREE COOLING DIRETTO + RAD + RAI
FABBISOGNI ESTIVI IN CENTRI COMMERCIALI
FABBISOGNI ESTIVI IN CENTRI COMMERCIALI
FABBISOGNI ESTIVI IN CENTRI COMMERCIALI
FREE COOLING INDIRETTO
si può ottenere da:
Acqua superficiale (falda, mare,ecc)
Sorgenti geotermiche
Aria (raffreddatori a secco o
evaporativi)
Sistemi
condizionamento
a media
temperatura
PdC acquaacqua
Pompa
sorgente
Scambiatore di calore
I sistemi a media temperatura sono collegati
sulla linea di condensazione a monte del chiller
Chiller acquaacqua
Pompa
sorgente
Scambiatore di
calore
Sistemi di condizionamento a media
temperatura
Soffitti freddi
La potenza in Free
cooling è alta
Se si utilizzano sonde geotermiche
verticali si può ottenere
acqua a 17- 20 °C
Si ottiene una potenza gratuita per
circa 50 - 35 W/m2