AiCARR Journal #34 - Il comfort nei microambienti: i mezzi di trasporto

#34

CONDIZIONAMENT AMBIENTEREFRIGERA RISCALDAMENTOAMB CONDIZIONAMENTO

CONDIZIONAMENTO

ENERAMBIENTE GIA RISCALDAME

LA RIVISTA PER I PROFESSIONISTI DEGLI IMPIANTI HVAC&R

ANNO 6 - OTTOBRE 2015

EVOLUZIONE DEI SISTEMI VRF-VRV NORMATIVA

Ascensori e scale mobili, calcolo del fabbisogno energetico secondo UNI/TS 11300-6

GENERATORI DI CORRENTE PORTABILI, QUALI RISCHI PER LA SALUTE COME GARANTIRE LA QUALITÀ AMBIENTALE INDOOR CLIMATIZZAZIONE

Impianti termici nei superyacht Pompe di Calore Aria-Acqua nei climi estremi

RIQUALIFICAZIONE ENERGETICA

Ridurre i consumi nell’industria vetraria Il ruolo delle condizioni climatiche locali

RICERCA

Cicli ad adsorbimento

IL COMFORTVRF/QUALITÀ NEI MICROAMBIENTI: I MEZZI DI TRASPORTO AMBIENTALE POSTE ITALIANE SPA – POSTA TARGET MAGAZINE - LO/CONV/020/2010.

EURO15

Organo Ufficiale AiCARR

REFRIGERAZION

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COP21, UN SUMMIT SUL CLIMA LONTANO DALLA GENTE?

La XXI Conferenza delle Parti (COP 21) della Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici si terrà a Parigi dal 30 novembre all’11 dicembre prossimi con l’obiettivo di firmare, per la prima volta in oltre 20 anni di mediazione da parte delle Nazioni Unite, un accordo vincolante e universale sul clima, accettato erga omnes. Questo perché il 2015 è risultato essere l’anno più caldo di sempre (da quando esistono le registrazioni, 136 anni), in cui i primi nove mesi hanno fatto registrare 0,85 °C in più rispetto alla media del secolo scorso. Secondo l’agenzia federale degli Stati

progressivamente. In questo clima, l’Enciclica di Papa Francesco sottolinea l’importanza di concrete politiche ambientali ed energetiche inserendo nella lotta ai cambiamenti climatici temi etici, di contrasto alla diseguaglianza sociale e di revisione totale del modello economico esistente. Gli effetti del cambiamento climatico stanno colpendo le popolazioni più povere ed è quindi un problema di giustizia economico-sociale.

E l’Italia? Diciamo che le proposte sono timide e non rientrano in una strategia complessiva. La nostra soddisfazione si risolve con gli ecobonus

Uniti per la meteorologia, si tratta di uno tra i dieci più grandi incrementi di temperatura dal 1880 ad oggi, di cui cinque si sono registrati nel 2015. E ancora: la concentrazione di CO2 ha superato questo anno per molti mesi la soglia di 400 ppm, un valore mai registrato prima. In effetti le condizioni per assistere ad un accordo storico ci sono. L’Europa ha deciso di ridurre entro il 2030 del 40% le emissioni climalteranti rispetto al 1990, cosa non da poco soprattutto se suffragata da un impegno a ridurre dell’80-95% le emissioni al 2050. Anche gli Usa hanno annunciato un taglio del 28% delle emissioni al 2025 rispetto al 2005, e poco importa se nel 2005 le emissioni erano più elevate del 14% rispetto al 1990. Infatti l’importanza della decisione USA è soprattutto nel suo impegno nei negoziati internazionali. La Cina utilizza il contenimento delle proprie emissioni per proporre una radicale trasformazione della sua economia caratterizzata da un disaccoppiamento emissioni/PIL. Secondo gli analisti è ancora possibile prevedere azioni tali da ottenere il massimo delle emissioni climalteranti non oltre il 2025 con valori di poco superiori agli attuali livelli di 12,5 miliardi di tonnellate all’anno, per poi farle diminuire

nel patto di stabilità, ed è tutto. Il percorso della de-carbonizzazione anche in Italia deve seguire una pianificazione che al momento non è neppure accennata, sebbene esista al riguardo più di uno studio programmatico. Non è Legambiente, infatti, ma ENI a fornire scenari al 2050 caratterizzati da un deciso utilizzo di fonti rinnovabili (fino al 90% di FER sul fabbisogno elettrico) e da un incremento dell’efficienza energetica, che porterebbe alla riduzione dei consumi primari tra il 30% e il 40% rispetto al 2010, con una diminuzione fra il 50% e il 60% dell’intensità energetica (il rapporto tra energia impiegata e PIL) e un maggior ricorso all’elettricità come vettore anche negli usi finali dell’energia. Ci presentiamo all’appuntamento sul nostro futuro come uno scolaro svogliato e distratto. Un atteggiamento sbagliato, che potrebbe mostrare la vera caratteristica del Summit, quella di palesare un pericoloso scollamento tra le decisioni delle Parti e la gente. Se condiviso anche in minima parte, questo atteggiamento ci consegnerà il vero risultato di Parigi: un drammatico e catastrofico flop.

Livio de Santoli, Presidente AiCARR

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#34

Così piccoli, talmente grandi!

GIOB

VRV IV S

VRV IV S - Compact

VRV IV serie i

NUOVI

Piccoli per dimensioni, grandi per natura Piccoli per dimensioni

I nuovi sistemi Mini VRV IV nascono per applicazioni residenziali e piccolo-commerciali.

Rappresentano la soluzione VRV più compatta e leggera di sempre: impatto visivo limitato, estrema flessibilità d’installazione, silenziosità ed efficienza. Sono ideali quando lo spazio esterno è limitato, addirittura indisponibile (in questi casi ci pensa la serie i: l’invisibile).

Grandi per natura

Per tecnologia e soluzioni sono vere e proprie unità VRV: esclusivo sistema VRT per il massimo comfort, configuratore VRV, ampia gamma di unità interne collegabili, soluzioni totali di climatizzazione con l’integrazione di unità di ventilazione e/o barriere d’aria, soluzioni di controllo centralizzato...

scopri di più su daikin.it

Editoriale 2

Novità prodotti 8

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RefrigerationWorld 12

NORMATIVA UNI/TS 11300-6. Determinazione del fabbisogno di energia per ascensori e scale mobili di Luca Alberto Piterà

SISTEMI VRF-VRV L’evoluzione dei sistemi VRF-VRV: dall’espansione diretta a un idronico misto

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La climatizzazione nella nautica da diporto Caratteristiche e criteri di progettazione degli impianti termici installati nei superyacht di Paolo Ponsicchi e Anna Magrini

RIQUALIFICAZIONE E CLIMA I gradi giorno non bastano

Dall’analisi dei risultati di un caso studio si evidenzia come le condizioni climatiche locali giochino un ruolo fondamentale sull’efficacia degli interventi sotto il profilo costi/benefici di un intervento riqualificativo di Anna Magrini e Andrea Bassani

CLIMATIZZARE NEI CLIMI ESTREMI Impiego di Pompe di Calore Aria-Acqua in climi estremi: i nuovi impianti di risalita del Monte Bianco Il caso del nuovo impianto di risalita del Monte Bianco dimostra come le esigenze particolari di temperature d’acqua elevate (oltre i 60 °C) a temperature d’aria esterna estremamente basse (-30 °C) possano essere soddisfatte solo dalla nuova tecnologia del doppio ciclo in cascata con gas refrigeranti diversi in abbinamento alla tecnologia inverter

GENERATORI PORTATILI Generatori di corrente portatili, quali i rischi per la salute?

Le emissioni di monossido di carbonio (CO) prodotte dai generatori portatili di corrente alimentati a benzina possono causare gravi danni alla salute. Per stimarne l’incidenza è necessario valutare i tassi emissivi e i livelli espositivi

QUALITÀ DELL’AMBIENTE INTERNO Garantire la qualità ambientale indoor: dal progetto al collaudo

L’approccio probabilistico assunto dai progettisti dovrebbe essere esteso anche alla verifica delle condizioni ambientali. Nella valutazione del sistema-edificio dovrebbe essere considerata la variabilità temporale, oltre che spaziale, dei valori dei parametri ambientali che influenzano il comfort nel corso di significativi periodi di tempo

RIQUALIFICAZIONE INDUSTRIA Ridurre i consumi energetici nei processi di lavorazione del vetro

Il progetto di riqualificazione di uno stabilimento produttivo ha previsto una serie di interventi, fra cui l’installazione di un sistema di presa dell’aria esterna e/o ambiente, di un ventilatore di mandata e di uno di ripresa di tipo plug-fan ad alta efficienza e l’implementazione di un sistema di supervisione e controllo di Fabio Allegri

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Direttore scientifico operativo Francesca Romana d’Ambrosio

CLIMATIZZAZIONE YACHT

di Francesca Romana d’Ambrosio e Marco Filippi

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Direttore scientifico Livio de Santoli

Redazione Alessandro Giraudi, Silvia Martellosio, Erika Seghetti redazione@aicarrjournal.org

di Steven J. Emmerich, Andrew K. Persily e Liangzhu (Leon) Wang

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Direttore responsabile ed editoriale Marco Zani

Comitato scientifico Paolo Cervio, Carmine Casale, Mariapia Colella, Sergio Croce, Livio Mazzarella, Luca Pauletti, Luca Alberto Piterà, Piercarlo Romagnoni, Marco Zani

Di Costantino Florio, Giovanni Renna, Francesco D’Aurea

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Periodico Organo ufficiale AiCAR

Oltre ai tradizionali sistemi a sola espansione diretta, negli ultimi anni si sta assistendo ad un fiorire di sistemi misti e/o ibridi, dove si uniscono parti a espansione diretta e parti idroniche. Non esiste un sistema da preferire rispetto ad un altro e la scelta andrebbe fatta in base agli scopi che si vogliono raggiungere e all’utilizzo che ne viene fatto di Michele Vio

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AiCARR Informa 59

RICERCA- CLIMATIZZAZIONE AD ASSORBIMENTO Sistemi di climatizzazione con cicli ad adsorbimento. La ricerca in Italia di Marco Beccali e Livio de Santoli

Climatizzazione dell’aria a doppio effetto alimentata termicamente: integrazione di un ciclo ad assorbimento ammoniaca/acqua e un DEC

Art Director Marco Nigris Grafica e Impaginazione Fuori Orario - MN Hanno collaborato a questo numero Fabio Allegri, Andrea Bassani, Marco Beccali, Francesca Romana d’Ambrosio, Francesco D’Aurea, Livio de Santoli, Steven J. Emmerich, Marco Filippi, Costantino Florio, Anna Magrini, Mario Motta, Andrew K. Persily, Luca Alberto Piterà, Paolo Ponsicchi, Giovanni Renna, Rossano Scoccia, Michele Vio, Liangzhu (Leon) Wang Pubblicità Quine Srl 20122 Milano – Via Santa Tecla, 4 – Italy Tel. +39 02 864105 – Fax +39 02 72016740 Traffico, Abbonamenti, Diffusione Rosaria Maiocchi Editore: Quine srl shop.quine.it Presidente Andrea Notarbartolo Amministratore Delegato Marco Zani Direzione, Redazione e Amministrazione 20122 Milano – Via Santa Tecla, 4 – Italy Tel. +39 02 864105 – Fax +39 02 72016740 e-mail: redazione@aicarrjournal.org Servizio abbonamenti Quine srl, 20122 Milano – Via Santa Tecla, 4 – Italy Tel. +39 02 864105 – Fax +39 02 70057190 e-mail: abbonamenti@quine.it Gli abbonamenti decorrono dal primo fascicolo raggiungibile.

Stampa CPZ spa - Costa di Mezzate -BG

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.org Posta target magazine - LO/CONV/020/2010.

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Il sistema, che integra un ciclo ad assorbimento in pompa di calore alimentato a gas naturale e un ciclo aperto di Dessiccant Evaporative Cooling (DEC) basato su un rotore adsorbente, è particolarmente adatto ad aree dove il costo del gas naturale è basso e/o il sistema di produzione e distribuzione dell’energia elettrica non è efficiente di Rossano Scoccia, Mario Motta

© Quine srl - Milano Associato

Aderente

FlowGrid e AxiTop: quando l’eccellenza diventa perfezione

Con FlowGrid e AxiTop, ultime innovazioni sviluppate da ebmpapst, leader mondiale nella produzione di ventilatori e motori, la rumorosità nei settori della ventilazione e del condizionamento ora è solo un lontano ricordo.

Grazie alla nuova FlowGrid, disegnata per ottimizzare il flusso dell’aria sul lato aspirazione dei ventilatori assiali o centrifughi, è possibile diminuire drasticamente il livello di pressione sonora e ridurne al minimo la componente tonale che rappresenta la parte del rumore percepita dall’orecchio umano come “disturbo”. Al massimo livello di efficienza, la rumorosità dovuta alla frequenza di passaggio pala può essere ridotta fino a 16 dB(A).

Il diffusore AxiTop agisce invece sul lato mandata dei ventilatori assiali convertendo gran parte della pressione dinamica in pressione statica: questo consente un considerevole aumento dell’efficienza e un’ulteriore riduzione del livello sonoro.

Per scoprire di più visita il nostro sito www.ebmpapst.com/flowgrid.

In this issue…

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The Deep Evolution of the VRF-VRV Systems

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The Air Conditioning in Superyacht

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The Climate Influence on the Effectiveness of Energy Improvements: Some Considerations on Energy Performance of a Residential Building

In the last decade the VRF-VRV systems have undergone a deep evolution. In addition to the traditional direct expansion systems, in recent years have been developed different mixed and / or hybrid systems. What is the difference between a system and the other? Which is the best? There is no system better than the other because they respond to different purposes. The mixed system is more flexible, suitable for residential use and can be used with terminals other than air, while the hybrid system is comparable only with a fan-coil system or with a VRF-VRV traditional, in one direct expansion. Both are interesting developments of the traditional VRF-VRV, that make them better suited to European needs and restrictive rules on containment of refrigerant gas emissions in all respects, which are particularly fought on our continent. Both are an example of how globalization contributes to create more new technology, unthinkable only a few years ago.

Michele Vio Keywords: VRV, VRF, hybrid system

The concept of environmental comfort is also applied to the heating systems installed in recreational craft. The systems must be designed according to the specific needs of the boat and must follow the evolution of technology and of the requirements relating to the reduction of energy consumption. In this paper we present the characteristics and design criteria of the air conditioning systems for a specific category of recreational craft: the superyacht.

Paolo Ponsicchi, Anna Magrini Keywords: heating systems, air conditioning, superyachts

In the energy refurbishment of buildings, the increasing energy performance depends mainly on the local climatic conditions as the cost/benefit analysis results. The national rules give indications and limits differentiated by heating Degree Days, but they should take into account also the contribution of solar radiation that varies significantly with the latitude and strongly affect the energy balance in all seasons. A residential building case-study is considered, to show these effects on the basis of different climatic conditions.

Anna Magrini, Andrea Bassani Keywords: Building refurbishment, climatic conditions

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Use of Air-Water Heat Pumps in Extreme Weather: the New Ski Lifts of Monte Bianco The use of heat pumps is limited only by the working conditions determined by the climate and system requirements. In particular, in extreme weather, the use of conventional heat pumps for heating and domestic hot water production cannot be applied. The need to increase the share of renewable energy used in the plants has led to an evolution in the way of designing thermal plant focusing minimize the energy losses, expanding the use of energy solar systems and heat pumps equipped with heat recovery system. In this technology context, take over the new lifts of Mont Blanc, designed to get as close as possible to the standard.

Costantino Florio, Giovanni Renna, Francesco D’Aurea Keywords: heat pumps, energy efficiency, system design

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Co and Portable Generators

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The Indoor Environmental Quality: from Design to Commissioning

Concerns exist about the hazard of acute residential carbon monoxide (CO) exposures from portable gasoline-powered generators, which can result in death or serious adverse health effects. As of April 23, 2013, the U.S. Consumer Product Safety Commission (CPSC) databases contain records of at least 800 deaths (involving 597 incidents) from CO poisoning caused by consumer use of a generator in the period of 1999 through 2012. Typically, these deaths occur when consumers use a generator in an enclosed or partially enclosed space or, less often, outdoors near a partially open door, window or vent. While avoiding the operation of such generators in or near a home would reduce indoor CO exposures significantly, it may not be realistic to expect such usage to be eliminated completely.

Steven J. Emmerich, Andrew K. Persily, Liangzhu (Leon) Wang Keywords: portable gasoline-powered generators, carbon monoxide (CO)

The Indoor Environmental Quality is one of the designers goals in residential and non-residential buildings.

Unfortunately, the IEQ is often overlooked. In this article a brief summary of the environmental requirements for obtaining IEQ conditions and a new design and commissioning approach are presented.

Francesca Romana d’Ambrosio e Marco Filippi Keywords: Indoor Environmental Quality, design, commissioning

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Energy Efficiency in the Industrial Processing of Glass

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Thermal Driven Air-Conditioning System with two Sorption Cycles

In the factory of an italian firm, a project in order to improve the energy efficiencey and to reduce the primary energy consumption of a system which ensures the cooling of the glass in its final phase has been developed. The project involved a series of operations, among which the installation of an external air intake system, of an air supply fan and a high efficiency plug fan and the implementation of a supervision and control system. In this paper we describes all the maintenance works and the cost savings achieved.

Fabio Allegri Keywords: energy efficiency, glass cooling, Saint Gobain

A thermal driven air-conditioning system, worked out coupling two sorption cycles, is presented. The goal is to develop a thermal driven primary air conditioning system, which is energy efficient, compact, reliable and without an auxiliary heat rejection system. The motivation is to reduce the non renewable primary energy consumption of the air-conditioning sector and to increase the share of thermal driven system. The system integrates an absorption heat pump cycle and a solid desiccant evaporative cooling open cycle (DEC). The system main feature is the ability of the absorption heat pump to drive a DEC, creating a double effect thermal driven cycle. After a compatibility analysis on the temperature levels an ammonia/water absorption heat pump and a silica-gel desiccant wheel have been selected. The solid DEC cycle is implemented in a double duct air handling unit. In one duct the building supply air flows, while in the other the exhaust air from the building flows. In cooling and dehumidification operation mode, the heat pump has two useful effects: it delivers the heating power needed to the desiccant based dehumidification process and it provides cooling power for the supply air flow. Moreover, the system is able to work also in heating mode. The hydraulic connections between the DEC air handling unit and the heat pump is inverted, and the latter is used to heat up the supply air, recovering energy from the indoor exhaust air. In order to assess the energy performance a numerical model of the system has been created. It has been tuned with experimental results and completed with the definition and implementation of a control strategy. The ratio between the net supply air energy exchange and the nonrenewable primary energy used by the system has been used as the main performance figure (PER). The PER comparison with a conventional air-conditioning system (using an air source electric heat pump and a gas boiler) has shown a better energy performance of the presented system. It is particularly suitable in areas where the natural gas is cheap and/or the electric energy generation and distribution system is weak.

Rossano Scoccia, Mario Motta Keywords: air-conditioning; sorption; adsorption; absorption; DEC; desiccant wheel; ammonia/water; GAX; modelling

Call for research

papers Temi di interesse

La pagina della ricerca pubblicherà articoli o abstract su climatizzazione ambientale attiva e passiva, refrigerazione, sfruttamento delle fonti energetiche rinnovabili ai fini della climatizzazione ambientale e della refrigerazione.

AiCARR Journal ha istituito «la pagina della ricerca» che, oltre a presentare un articolo di qualità dedicato alla ricerca, riporterà una rubrica di sintesi sulle attività di ricerca in corso nei vari settori di interesse dell’Associazione.

Come partecipare

Per la pubblicazione di un articolo in tale sezione occorre seguire la procedura riportata nella pagina web dell’Associazione sotto /Editoria e libri/Aicarr Journal.

L’accettazione dell’articolo sottoposto è comunque subordinata all’esito positivo del processo di revisione da parte di esperti del settore, specificatamente individuati dal Comitato Scientifico della rivista.

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Condizionamento, raffreddamento di centri di calcolo, pompe di calore o processi di refrigerazione industriale: ciò che serve è la massima effi cienza e la migliore precisione ed affi dabilità. Tutto questo è esattamente quello che fa il nuovo rivoluzionario ed intelligente compressore a vite compatto CSV. Con inverter di frequenza integrato, garantisce un controllo ottimale con contemporaneo monitoraggio dei limiti di applicazione. Defi nisce inoltre nuovi riferimenti in termini di effi cienza a carico parziale e di efficienza stagionale. Maggiori informazioni su www.intelligent-compressors.com

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Novità Prodotti RADIATORE TERMODINAMICO

Potrebbe essere definito come una via di mezzo tra un ventilconvettore/radiatore idronico e un’unità interna di un VRF con modulo idronico. Il sistema STILLE è Italiano ed è coperto da un brevetto mondiale. Basato su terminali in ambiente per la climatizzazione estiva e il riscaldamento invernale a bassissima temperatura, è idoneo per essere utilizzato per la riqualificazione energetica di edifici con impianto di riscaldamento a radiatori. L’applicazione di questo componente agli impianti esistenti consente di beneficiare anche del raffrescamento estivo, in modo semplice e non invasivo, anche negli impianti non predisposti. E in assenza di motocondensanti esterne o di forometrie sulla facciata.

Nelle tradizionali situazioni residenziali nel periodo estivo non è possibile alimentare i radiatori con fluidi a bassa temperatura, in quanto questo causerebbe la formazione di condensa superficiale oltre che sui terminali in ambiente (radiatore), anche su tutta la rete distributiva principale, che di norma risulta essere poco o per nulla coibentata e che quindi provocherebbe l’accumulo di acqua all’interno delle murature dell’edificio stesso oltre che causare ossidazione prematura dei giunti e delle tubazioni.

Essendo comunque alimentato ad una temperatura superiore rispetto a quella di rugiada, in qualsiasi condizione climatica, non consente in nessun modo la formazione di condensa superficiale sulle tubazioni e quindi estende l’applicabilità della climatizzazione estiva anche negli impianti a radiatore esistenti con la semplice sostituzione del terminale in ambiente.

La soluzione a cui si ricorre è quindi l’installazione di un condizionatore portatile o di uno split.

L’effetto più evidente dell’applicazione di Stille è la totale scomparsa di tutte le unità esterne ventilanti, o di forometrie invadenti, dalle facciate degli edifici di pregio architettonico poste nei centri storici. Nonché la possibilità, con un’unità unica, di fare caldo, freddo, deumidificazione e ripartizione energetica.

VRV MINI PER RESIDENZIALE E PICCOLO COMMERCIALE

Daikin Italy, filiale della multinazionale giapponese, lancia in Italia i nuovi “Mini VRV IV”, sistemi per applicazioni residenziali e piccolo-commerciali. La gamma comprende due linee: Serie S e Serie i.

A dispetto dell’impatto visivo limitato e delle dimensioni ridotte, i nuovi Mini VRV vantano la stessa tecnologia presente nella gamma VRV IV: sono perciò adatti quando lo spazio esterno è contenuto o non disponibile.

SERIE S La novità principale della Serie S è l’unità esterna Compact, dalle dimensioni ridotte e dal peso contenuto. Facile da trasportare e semplice da installare, rappresenta un sistema versatile che può essere “nascosto” dietro un parapetto, un cornicione o posizionato agevolmente sul balcone di casa. L’unità Compact si affianca alla tradizionale unità a due ventilatori (S): entrambe sono collegabili sia alle unità interne VRV che a quelle residenziali.

La gamma, disponibile nelle grandezze 4 e 5 HP, beneficia della stessa tecnologia dei sistemi VRV IV: funzione VRT, comandi locali e controlli centralizzati e possibilità di collegare le unità interne della gamma residenziale, come le barriere d’aria e le unità di trattamento aria per le applicazioni commerciali.

Riscaldamento Ma la sorpresa del «radiatore termodinamico» sta nel funzionamento invernale. Invertendo il ciclo, la pompa di calore scambia sul circuito dell’impianto di riscaldamento centralizzato o autonomo, con acqua in mandata a 20° C con un COP straordinario. Ne conseguono importanti abbattimenti delle dispersioni nelle colonne montanti e soprattuto l’adozione di tecnologie più efficienti per la produzione del fluido termovettore, come le pompe di calore. I consumi d’acqua sono stati verificati nella misura di circa 50 litri orari mentre l’assorbimento elettrico è inferiore ai 200 Wh.

Gestione Il sistema Stille è gestito da una logica di controllo che effettua sia il continuo bilanciamento dell’impianto centralizzato che la telelettura dei consumi. Per il gestore calore si aggiunge quindi la possibilità di offrire anche il freddo a consumo. www.stillegroup.com

SERIE I La Serie i è stata progettata per climatizzare gli esercizi commerciali/ professionali situati a piano strada, in edifici multipiano o nei centri storici. Il sistema compatto e leggero offre agli installatori flessibilità di installazione e facilità di intervento, anche in spazi ridotti. L’installazione interna risulta vantaggiosa rispetto a quella esterna che richiede complessi e costosi lavori a causa degli spazi limitati e necessita, nei centri cittadini, di permessi di costruzione o ristrutturazione, lunghi e difficili da ottenere. www.daikin.it

MONITORAGGIO DI TEMPERATURA E UMIDITA’ NELLE INDUSTRIE

Un facility manager in un’industria deve garantire il corretto funzionamento tecnico dell’impianto di climatizzazione. Se, per esempio, le rotture di unità funzionali centrali, come l’impianto di climatizzazione, sono individuate troppo tardi, possono causare danni da riscaldamento a prodotti e macchinari, determinando elevati costi consequenziali per l’azienda. Per tale ragione, il monitoraggio di temperatura e umidità è un indicatore importante di malfunzionamenti minacciati, o già in corso, negli impianti tecnici.

Con il sistema automatico di acquisizione dati WiFi testo Saveris 2, Testo offre la possibilità di misurare i parametri ambientali in maniera automatica, anche in luoghi di difficile accesso, e di centralizzarli in un unico sistema. Il sistema è molto più di un data logger: è un sistema Wi-Fi che si collega alla rete aziendale già esistente e trasferisce in continuo e automaticamente le misure sul Cloud Testo.

VANTAGGI I vantaggi che ne derivano sono: le misure e i grafici sono sempre disponibili e accessibili da un qualsiasi PC/Smartphone/Tablet collegato a Internet utilizzando un browser standard, possono essere gestiti allarmi che vengono inviati via e-mail o anche SMS direttamente ai responsabili, possono essere generati report automatici e inviati per e-mail. Senza trascurare la sicurezza dei dati, il data logger continua a registrare anche se la rete non è disponibile. L’installazione e la configurazione sono semplici e guidati e il costo è equivalente a quello di un data logger tradizionale. www.testo.it

SISTEMA COMPLETO VICTAULIC PER LE CENTRALI TERMOFRIGORIFERE RIDUZIONE DI TEMPO E COSTI MINORE INGOMBRO ACCESSO FACILITATO AL SISTEMA RIDUZIONE DEL FERMO IMPIANTO MINIMIZZA I RISCHI DI PROGETTO SUPPORTO ALLA PROGETTAZIONE BIM

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Novità Prodotti PRODOTTI PER LA PROGETTAZIONE HVAC

Samsung ha annuncia il lancio delle nuove unità interne a cassetta 360°, dei sistemi DVM S 30HP di nuova generazione, del sistema a portata variabile DVM S Eco 14HP ad espulsione orizzontale e i nuovi DVM Chiller.

Unità interne a cassetta Il design delle unità interne a cassetta 360° rivoluziona il condizionamento dell’aria. Lo speciale ventilatore all’interno dell’unità forma delle onde d’aria circolari che garantiscono una distribuzione uniforme a 360° e mantengono costante e confortevole la temperatura dell’ambiente. Viene assicurato un raffreddamento rapido prevenendo la creazione di correnti d’aria eccessivamente fredda e con una velocità di raffreddamento potenziata del 34%. Un pannello e un display intuitivo permettono agli utenti di modificare il flusso dell’aria, scegliendo tra le tre impostazioni di controllo orizzontale, verticale e a zone separate. La cassetta può essere incassata nel soffitto o montata a vista. È inoltre disponibile un telecomando con una funzione per un raffreddamento più confortevole. La tecnologia Virus Doctor di Samsung, purifica l’aria da polvere, virus, batteri e altri contaminanti e allergeni.

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DVM S 30HP Il nuovo Super DVM – Digital Variable Multi – coniuga il sistema DVM S con le tecnologie più innovative. Il nuovo compressore Scroll Inverter Super con tecnologia “Flash Injection” aumenta la capacità di riscaldamento del 29%. Inoltre, grazie all’aggiunta di uno scambiatore di calore ibrido, la superficie di scambio termico risulta aumentata, mentre il controllo ottimizzato del refrigerante contribuisce ad una maggiore efficienza del 10% e il nuovo chassis del ventilatore migliora la mandata dell’aria aumentandone la portata del 17%.

DVM S Eco 14HP Il DVM S Eco 14HP è il nuovo impianto a portata variabile di refrigerante ad espulsione orizzontale, in grado di gestire con una sola unità esterna ambienti quali edifici residenziali e commerciali. Il sistema ha un’unica unità esterna VRF di dimensioni ridotte che permette di ottimizzare i costi d’installazione e gli ingombri. Il design presenta un robusto compressore scroll inverter che migliora la prestazione di riscaldamento del 20% con un incremento del flusso d’aria del 10% rispetto alle unità esterne standard con espulsione aria dall’alto. Grazie all’aumento di potenza - fino a un massimo di 14 HP - una sola unità esterna può sostituire una serie di multisplit per gestire il raffreddamento di un edificio residenziale o commerciale. La nuova unità ha uno sviluppo tubazioni elavato - fino a 160 metri- e un’altezza di installazione fino a 50 metri. La larghezza è inferiore al metro (940 mm) permettendo un’ottimizzazione dello spazio installativo.

Deumidificatori Deumidificatori per per piscine piscine serie serie SP SP ee SPW SPW

DVM CHILLER Il nuovo DVM Chiller è sistema ottenuto combinando un chiller con un impianto a portata variabile di refrigerante (VRF).

A fronte della crescente domanda di impianti HVAC ad acqua, determinata dagli ultimi regolamenti UE sui livelli dei gas fluorurati a effetto serra, Samsung ha ideato un chiller che offre livelli di efficienza energetica più elevati, unitamente a una maggiore facilità d’uso. Riducendo la quantità di refrigerante presente nell’impianto rispetto a un chiller tradizionale, il DVM Chiller non solo rispetta i limiti di imposti dall’UE per il 2015, ma rientra già entro le soglie ancora più restrittive che entreranno in vigore nei prossimi anni, 35% nel 2018. www.samsung.com

I deumidificatori della serie SP e SPW sono stati studiati per deumidificare e riscaldare piccole piscine o grandi ambienti.

Sono disponibili in tre potenze, da 50 * a 120 * L/giorno sia per l’installazione in ambiente (SP) che per l’installazione nel locale tecnico adiacente a quello da deumidificare (SPW ).

Il nuovo controllo elettronico, di serie su tutti i modelli, utilizza una sofisticata sonda di umidità e temperatura e può essere facilmente montato fuori dalla macchina nella posizione più idonea e comoda per l’utilizzatore.

La resistenza elettrica ** o la batteria per l’acqua calda ** completano le funzionalità dell’apparecchio Deumidificatori SP e SPW: silenziosi, robusti, efficienti.

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12/01/2015 10:03

REFRIGERATION WORLD

a cura di Carmine Casale

GIUBBOTTO REFRIGERATO PER I SOLDATI BRITANNICI

NUOVO FLUIDO ESPANDENTE E REFRIGERANTE

L’Esercito Britannico ha iniziato le prove di una specie di giubbotto refrigerato da far indossare ai soldati nei climi torridi desertici. Recentemente infatti molti militari hanno dovuto interrompere il servizio perché esausti per la grande calura. L’apparecchiatura produce una corrente d’aria intorno al busto capace di abbassare la temperatura del corpo di circa 20 °C. Il giubbotto è collegato ad un condizionatore miniaturizzato portatile del peso di circa 7 kg (comprese le batterie per il funzionamento) che può essere portato a spalla come uno zainetto. Si pensa addirittura che con futuri sviluppi il peso dello zaino potrà essere ridotto a 5 kg. Possono facilmente prevedersi sviluppi commerciali di un’apparecchiatura del genere.

HFO-1336mzz(Z) è un nuovo fluido espandente ed anche refrigerante che può essere usato, per la sua potenzialità di sviluppare alte efficienze energetiche, nei chiller a bassa pressione (ciclo Rankine) e nelle Pompe di Calore per alte temperature. Se ne è occupata la Conferenza ICR in Giappone (agosto 2015) nell’ambito del sempre maggiore interesse per le fonti di calore a bassa temperatura associate al tema del basso impatto ambientale. L’introduzione del nuovo fluido è stata promossa da Chemours che ha evidenziato quanto le tecnologie interessate abbiano mostrato maggiori efficienze energetiche di quelle ottenute con i fluidi tradizionali.

RIDURRE LE EMISSIONI NOCIVE CON LE NANOFIBRE DI CARBONIO

FRIGORIFERO PER AREE A SCARSA DISPONIBILITÀ ENERGETICA

Un metodo per assorbire anidride carbonica in atmosfera e trasformarla in nanofibre di carbonio, riducendo così la presenza dannosa di CO2, è stato riportato dal Chemical Society Journal, USA. Le nano fibre di carbonio sono nano strutture cilindriche che permettono promettenti applicazioni non solo nell’industria delle costruzioni ma nell’energia, elettronica e medicina. Il processo di questa conversione, denominato STEP (Solar Thermal Electrotechemical Process), è azionato dall’energia solare, dalla luce e da una piccola componente di energia elettrica. Del carbonato di litio, fuso in un crogiuolo, assorbe anidride carbonica dall’aria e la corrente elettrica la separa per elettrolisi.

PERCORSI FORMATIVI IN ENERGIA, SOSTENIBILITÀ E INFRASTRUTTURE La National Science Foundation (USA) investirà oltre 55 milioni di dollari nei prossimi cinque anni per la formazione di tre centri di ricerca che focalizzeranno la loro attività su energia, sostenibilità e infrastrutture. Scopo principale è quello di riunire eccellenze multidisciplinari con profonda esperienza industriale e accademica per assistere nella formazione dei “leader” di domani. Innovazioni che aumentano fattibilità, disponibilità, qualità e resilienza (o capacità di flessibilità) dei servizi infrastrutturali esalteranno certamente la competitività economica della nazione e il benessere sociale in genere. Energia, acqua e ingegneria del suolo saranno i temi fondamentali delle ricerche, delle quali beneficeranno larghi settori delle tecnologie e dell’industria.

REFRIGERATORI “WALKIN”, PRESTO NUOVI STANDARD DI EFFICIENZA Un accordo è stato raggiunto sul problema degli standard di efficienza per i refrigeratori e freezer commerciali “walk-in”. AHRI, l’associazione statunitense dei costruttori HVACR aveva portato in giudizio il ministero dell’energia, DOE, per aver introdotto (2014) delle norme particolarmente rigide per questi impianti ma praticamente irraggiungibili con l’uso economico delle tecnologie esistenti, in modo particolare da parte delle imprese minori. Il DOE ha accettato di rivedere le norme per i sistemi condensanti a media e bassa temperatura entro gennaio 2016 tenendo conto delle necessità degli installatori che interverranno nella definizione degli standard e inizierà entro sei mesi un’inchiesta pubblica sui criteri da adottare.

REFIGERAZIONE CON AMMONIACA, MULTATE TRE AZIENDE AGRICOLE STATUNITENSI Tre società agricole americane sono state multate per 150 mila dollari ciascuna per aver oltrepassato i limiti imposti dalla legge sull’immagazzinamento dell’ammoniaca e di altri fluidi usati per gli impianti di refrigerazione. La legge è molto restrittiva in questo senso e impone limiti di immagazzinamento di alcuni prodotti per evitare gravi danni in occasione di incendi o terremoti.

12

#34

Un refrigeratore per alimenti funzionante a energia solare e acqua è stato inventato per le regioni a bassa disponibilità o affidabilità dell’energia elettrica. In particolare in diverse zone dell’Africa si calcola che almeno il 40% degli alimenti conservati venga perso a causa dell’elevata temperatura di conservazione. Evaptainer, questo il nome dell’apparecchiatura, è un frigorifero mobile funzionante a raffreddamento evaporativo; ha bisogno di 6 litri d’acqua per un funzionamento continuativo di 12 ore. Il suo involucro di alluminio contiene delle sacche di terracotta riempite di sabbia che permettono il rigetto del calore all’esterno. Non vi sono ventilatori o pompe, il che rende il frigorifero molto leggero.

IL BITZER GREEN POINT A DISPOSIZIONE DI ALTRI MARCHI Bitzer, produttore dei noti compressori, ha recentemente annunciato che uno dei suoi tanti Green Point, officine di ricostruzione di compressori usati, è oggi disponibile per la ricostruzione di compressori di altre marche come, a esempio, Carrier, Trane, Copeland e Bock. Il Green Point situato a Betchley in UK (2400 m2), aperto nel 2014, sarà operativo per la ricostruzione di compressori di altre marche da settembre 2015. Il servizio di ricostruzione della Bitzer, ora esteso ad altre marche, è molto apprezzato specie nel campo della refrigerazione commerciale anche per la rapidità delle riparazioni nei casi di guasti improvvisi.

DA EMERSON UN DATABASE PER LE APPLICAZIONI DEI COMPRESSORI Un database sulle applicazioni dei Compressori Copeland, facilmente accessibile e fruibile, è stato creato da Emerson Climate Technologies. Un Bollettino online (AE) permette agli installatori di ottenere importanti linee-guida operative e di manutenzione. Tutti i documenti del Bollettino sono ottimizzati per essere visionati su smartphone, tablets o desktop di computer sia in formato testo-grafico che PDF. La ricerca dei documenti è molto facile sia attraverso l’uso di parole chiave sia con un numero del documento (se conosciuto) o perfino con un semplice testo generale sull’argomento della ricerca. Gli utilizzatori possono anche richiedere l’aggiornamento automatico dei dati dando le loro coordinate d’inoltro.

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REFRIGERANTI NATURALI, ACCORDO EURAMMONEUROVENT PER PROMUOVERNE LA DIFFUSIONE Un Memorandum d’Intesa è stato firmato da Eurammon (associazione europea degli utilizzatori e produttori di Ammoniaca) e Eurovent (federazione europea dei costruttori HVAC) per promuovere l’incremento nell’uso di refrigeranti naturali. I due gruppi hanno riconosciuto che grazie alla maggiore consapevolezza da parte di produttori e utilizzatori di impianti per la refrigerazione circa la necessità della protezione ambientale, l’uso di refrigeranti naturali è in fase di forte aumento. In questo contesto è indispensabile una fattiva cooperazione: Eurammon con la sua vasta esperienza nel campo dei fluidi naturali supporterà Eurovent nella comune iniziativa di espansione dell’utilizzo di questi fluidi e del relativo mercato.

UN ESPERIENZA LUNGA OLTRE DIECI ANNI

NUOVO MATERIALE CERAMICO CHE ACCUMULA E RILASCIA ENERGIA TERMICA

Scienziati dell’Università di Tokyo rivelano di aver creato un materiale che può immagazzinare e rilasciare calore a richiesta mediante pressione. Lo stesso si può ottenere con l’uso della luce o della corrente elettrica. Questo materiale è una ceramica, nome ufficiale lambda-pentossido di trititanio tipo strisce, che viene ricavato da Titanio e Ossigeno. Secondo questi scienziati il materiale contribuirà a ridurre gli sprechi di calore nell’industria diventando parte integrante nelle tecnologie che utilizzano energie rinnovabili.

DAGLI USA UNA NUOVA MISCELA REFRIGERANTE PIÙ PERFOMANTE DELL’R Una nuova miscela refrigerante che può senz’altro rivaleggiare con R32 è stata introdotta negli Stati Uniti nella ricerca di un refrigerante a basso GWP per rimpiazzare R410A. Ulteriori dettagli sulla miscela sono stati resi noti durante il recente Congresso Internazionale della Refrigerazione a Yokohama in Giappone. La miscela, utilizzata come drop-in presenta migliori performance non solo di R410A ma anche dello stesso R32. Diversi esempi di applicazione sono stati illustrati sia un gruppo refrigeratore Trane che su uno split residenziale York. Resta comunque il problema della leggera infiammabilità che può preoccupare nei grandi impianti.

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NORMATIVA

UNI/TS 11300-6 Determinazione del fabbisogno di energia per ascensori e scale mobili

di Luca Alberto Piterà*

I

• edificio adibito ad attività scolastiche e ricreative; • centro commerciale; nazionale sia il nuovo decreto sull’efficienza • edificio adibito ad attività sportive; energetica, che sostituisce il DPR 59/09, sia le • edificio adibito ad attività industriali e artigianali; nuove linee guida sulla certificazione energetica • edificio adibito al servizio di trasporto pubblico, quale stazione e aeroporto.

(Piterà, 2015), che prevedono per le destinazioni ABBONATI PER LEGGERE Nel caso di tipologie diverse da quelle indicate, va effettuata una valutazione prelid’uso non residenziali la determinazione anche del minare specifica del traffico richiesto. fabbisogno di energia per il trasporto di persone http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 Il fabbisogno di energia per il trasporto di persone e/o cose, ET, è determinato dalla e/o cose. Benché la legge lo preveda, al momento non è ancora possibile determinare questo fabsomma dei fabbisogni di energia degli impianti destinati a soddisfare tale servizio: bisogno di energia, in quanto non è stata ancora ET = EA + EH + EG + ES + EM pubblicata da parte di UNI la specifica tecnica di che sono solo fabbisogni di energia elettrica calcolati su base mensile in funzione del riferimento, redatta a cura di CTI, UNI/TS 11300-6, fabbisogno energetico giornaliero e del numero di giorni di utilizzo nel mese.

Prestazioni energetiche degli edifici – Determinazione del fabbisogno di energia per ascensori e scale mobili, Esempio di calcolo per un ascensore la cui inchiesta pubblica UNI si è conclusa solo il 3 Prendiamo ad esempio un edificio non residenziale a uso uffici, di altezza fino a 4 settembre scorso. I commenti pervenuti in inchiepiani, utilizzato da più società con operatività verso il pubblico. sta pubblica non saranno discussi prima della fine I dati relativi all’impianto da prendere in considerazione per il calcolo del fabbisodi ottobre, per cui si spera che la specifica tecnica gno di energia sono: sarà pubblicata entro fine anno.

• tipologia costruttiva dell’impianto; La specifica tecnica fornisce i dati e i metodi • portata dell’impianto, espressa in kg; di calcolo per determinare il fabbisogno di ener• corsa dell’impianto, espressa in m; gia elettrica per il funzionamento degli impianti • velocità tipica, ricavabile in assenza di dati dalla Tabella 1; destinati al sollevamento e al trasporto di per• corsa massima e numero di fermate, ricavabile da un rilievo, dal progetto o dalla Tabella sone o di persone accompagnate da cose in un 1 in assenza di dati; edificio, sulla base delle caratteristiche dell’edifi• numero di impianti interconnessi in manovra collettiva, ricavabile da un rilievo o dal cio e dell’impianto. I metodi di calcolo tengono progetto; in considerazione solo il fabbisogno di energia • sistemi di comando e segnalazione con microprocessore; elettrica nei periodi di movimento e di sosta della • presenza di inverter; fase operativa del ciclo di vita.

• sistema di illuminazione cabina a LED; La specifica tecnica considera i seguenti impianti: • numero di giorni di funzionamento dell’impianto durante l’anno, pari a 280.

• Ascensori (A); Il fabbisogno di energia giornaliero per singolo ascensore è determinato con la relazione: • Montascale e piattaforme elevatrici (H); , ∙ ∙ + , , + , , + , = 10 , 2 • Montacarichi e monta auto (G); • Scale mobili (S); dove: • Marciapiedi mobili (M).

EA,d = fabbisogno energetico giornaliero di un singolo ascensore, kWh; e le seguenti tipologie di edifici: EA,cm = fabbisogno energetico di un ascensore per un ciclo con corsa media, mWh. Può • edificio residenziale1; essere calcolato con l’ausilio delle tabelle 1, 2 e 3; cd • albergo; = numero medio di corse giornaliere, ricavabile dalla Tabella 1; • ufficio; EA,app,d = fabbisogno energetico giornaliero delle apparecchiature di comando e segna• ospedale; lazione dell’ascensore, esclusa la fase di movimento della cabina, calcolato in funzione dei dispositivi presenti, in kWh. Assume il valore: • 0,8 kWh, per quadro di comando a relè e relative segnalazioni; 1 Alla data di pubblicazione di questo fascicolo di AiCARR Journal • 1,2 kWh, per quadro di comando con microprocessore e relative segnalazioni; il Dlgs 192/05 e s.m.i. prevede che nella prestazione energetica di nel caso in cui sia presente un inverter, si deve aggiungere: un edificio questo tipo di impianti sia preso in considerazione solo • 1 kWh, per impianti fino a 480 kg e per velocità fino a 1 m/s; per il settore non residenziale.

14

L PRIMO DI OTTOBRE sono entrati in vigore a livello

#34

EA,ill,d

• 1,5 kWh, per impianti di 480 kg e per velocità oltre 1 m/s e fino a 1,6 m/s e per impianti oltre 480 kg fino a 1000 kg e per velocità fino a 1,6 m/s; • 2 kWh, per impianti oltre i 1000 kg. = fabbisogno energetico giornaliero dell’illuminazione della cabina dell’ascensore, esclusa la fase di movimento della cabina, kWh. Viene calcolato considerando un funzionamento continuo, pari a 24 h al giorno, ed escludendo i consumi nella fase di movimento, già considerati in EA,cm.I. I valori sono: • 4 kWh, per illuminazione con lampade incandescenza tradizionali; • 2 kWh, per illuminazione con lampade fluorescenti tradizionali; • 1,5 kWh, per illuminazione con lampade fluorescenti ad alta efficienza; • 2 kWh, per illuminazione con lampade alogene; • 0,7 kWh, per illuminazione a led.

Per l’illuminazione con lampade fluorescenti ad alta efficienza, con lampade alogene e a led la tecnologia attuale permette lo spegnimento nelle fasi di sosta.

In tal caso, i valori di cui sopra devono essere moltiplicati per 0,1, per tener conto dei tempi di apertura e chiusura delle porte e di ingresso e uscita passeggeri;

Ealtri,d = fabbisogno energetico giornaliero dei servizi accessori, espresso in kWh. I valori relativi al fabbisogno energetico giornaliero di altri servizi operanti nella cabina dell’ascensore, Ealtri,d, devono essere determinati sulla base della documentazione allegata ai dispositivi.

Nel caso di più di un ascensore al servizio delle stesse utenze, si deve tenere conto della suddivisione dell’utenza sui singoli ascensori. Nel caso di più ascensori con uguali caratteristiche e in manovra collettiva, si stima una riduzione complessiva del 15% del fabbisogno energetico giornaliero nella fase di movimento; in alternativa, per la valutazione del consumo

Tabella 1 – Tipologia degli ascensori e loro utilizzo in funzione del tipo di edificio. I numeri in parentesi rappresentano il numero di giorni dell’anno in cui tipicamente l’ascensore è in servizio per ciascuna tipologia di edificio; questo numero non è utilizzato nel calcolo del fabbisogno energetico, ma solo per la identificazione della tipologia di edificio.

Categoria d’uso Caratteristica

1A

2A

3A

4A

5A

Tipologia e uso dell’edificio

• Edifici fino a 4 unità immobiliari, che possono essere residenziali (365) • Uffici con ridotta operatività verso il pubblico (260) • Stazioni ferroviarie, secondarie, suburbane (365)

• Edificio fino a 10 unità immobiliari che possono essere residenziali (365) • Uffici con ridotta operatività verso il pubblico (260) • Residenze per anziani, case famiglia, ecc. fino a 10 camere (365) • Stazioni ferroviarie, suburbane (365)

• Edificio fino a 20 unità immobiliari che possono essere residenziali (365) • Uffici con media operatività verso il pubblico (260) • Uffici fino a 4 piani di un’unica società con ridotta operatività verso il pubblico (260) • Residenze per anziani, case famiglia, ecc. fino a 30 camere (365) • Edifici scolastici e biblioteche (260) • Stazioni ferroviarie, suburbane (365)

• Edificio fino a 30 unità immobiliari che possono essere residenziali (365) • Uffici con media operatività verso il pubblico (260) • Uffici fino a 6 piani di un’unica società con ridotta operatività verso il pubblico (260) • Uffici fino a 4 piani di più società con ridotta operatività verso il pubblico (260) • Alberghi fino a 20 camere (360) • Parcheggi (365) • Edifici per attività ricreative (360)

• Edificio fino a 50 unità immobiliari (365) • Uffici fino a 10 piani (260) • Alberghi fino a 40 camere (360) • Piccoli Ospedali (365) • Aeroporti (365) • Università (260) • Centri commerciali (360)

Frequenza d'uso

Molto bassa

Bassa

Medio-bassa

Media

Medio-alta

Alta

Molto alta

< 25

> 25; <50

> 50; <100

> 100; <200

> 200; <500

> 500; <1000

> 1000

15

35

75

130

300

750

1500

0,63 m/s

0,63 m/s

da 0,63 m/s a 1 m/s

1,00 m/s

1,60 m/s

2,50 m/s

5,00 m/s

Range di corse giornaliere Numero medio di corse giornaliere Velocità tipica

6A

7A

• Edificio con più di 50 unità immobiliari (365) • Uffici con più di • Uffici con più 10 piani (260) di 100 metri di altezza (260) • Alberghi con più di 40 camere (360) • Ospedali (365)

Tabella 2 – Corsa media di un ascensore espressa in percentuale rispetto alla corsa massima Categoria d’uso

Da 1A a 4A

5A

Numero di fermate

Corsa media

2

100%

3

67%

>3

49%

44%

Da 6A a 7A

39%

#34

15

Tabella 3 – Caratteristiche dell’ascensore Z

Z%

γ

k a) Crs Crd

Impianti elettrici a fune con contrappeso

-

Impianti elettrici a fune ad argano agganciato

P

• Con massa di bilanciamento: 0,30 • Senza massa di bilanciamento: 0

Impianti idraulici

P

• Con massa di bilanciamento: 0,30 • Senza massa di bilanciamento: 0 b) PER LEGGERE ABBONATI

1

• Per P ≤ 400 kg; 0,12 • Per P > 400 kg P ≤ 800 kg; 0,08 • Per P > 800 kg; 0,05

χ c)

0,45

0

• Con argano senza inverter e velocità fino a 1 m/s: 0,05 • Con argano con inverter e velocità fino a 1 m/s: 0,65 1 • Gearless con inverter e velocità fino a 1 m/s: 0,70 • Gearless con inverter e velocità oltre 1 m/s: 0,8

0

1

0

0,45

0

1

0

0,45

NOTE: a. Nel caso k sia un dato di progetto noto, si deve utilizzare quel dato; http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 b. Alla data di pubblicazione del presente articolo, per gli impianti idraulici l’ascensore senza massa di bilanciamento è quello più comunemente utilizzato; c. L’efficienza globale di sistema comprende l’impatto della fase a velocità costante e delle fasi di accelerazione e decelerazione.

Tabella 4 – Calcolo del fabbisogno energetico mensile DATI DI INPUT

Valore numerico

Parametro

U.M

Rif.

Dati di ingresso Categoria d'uso

-

4A

Tabella 1 Tabella 1

Numero medio di corse giornaliere

cd

-

130

Numero di giorni al mese di funzionamento

d

-

30

Massa del supporto del carico

Z

-

0

Frazione bilanciata della massa del supporto del carico

Z%

-

1

Portata dell'impianto

P

-

480

Carico medio sul supporto del carico

γ

-

0,08

Tabella 3

Coefficiente di bilanciamento della portata dell'impianto

k

-

0,45

Tabella 3 se non fornito da progetto

Coefficiente del recupero energetico in salita

Crs

-

0

Tabella 3

Coefficiente del recupero energetico in discesa

Crd

-

1

Tabella 3

Corsa dell'impianto

h

-

18

m

Rilevato

Corsa media

hm

18 · 0,49

8,82

m

Tabella 2

Efficienza globale del sistema nella fase di movimento

χ

-

0,7

Fabbisogno energetico dell'ascensore per un ciclo con corsa media

EA,cm

[Z · (1 – Z%) + P · (γ – k)] · (Crs – Crd) x hm · 9,81 · 1000 / (χ · 3600)

6098

mWh

Calcolato

Fabbisogno energetico giornaliero delle apparecchiature di comando e segnalazione dell'ascensore

EA,app,d

1,2 + 1

2,2

kWh

Rilevato

Fabbisogno energetico giornaliero dell'illuminazione della cabina

EA,ill,d

0,7 · 0,1

0,07

kWh

Rilevato

Fabbisogno energetico giornaliero

EA,d

EA,cm + EA,app,d + EA,ill,d

2,67

kWh

Calcolato

Fabbisogno energetico mensile

EA

2,67 · 30

79,99

kWh

Calcolato

kg

Tabella 3 Tabella 3

kg

Rilevato

Tabella 3

Consumi di energia

energetico di un impianto reale, EA,app,d e EA,ill,d possono essere ricavati da documenti relativi al consumo dell’impianto, compilati in conformità alla norma UNI EN ISO 25745-2 o rilevati applicando la norma UNI EN ISO 25745-1.

Il fabbisogno di energia elettrica mensile richiesto dall’impianto viene calcolato come in tabella 4; il fabbisogno di energia elettrica annuale, calcolato su 280 di funzionamento risulta pari a 747 kWh.

16

#34

Si ricorda che questi consumi, ripartiti a livello mensile e imputabili solo agli edifici non residenziali, dovrebbero poter essere coperti dall’energia elettrica prodotta mensilmente da fonti rinnovabili, ad esempio energia fotovoltaica, anche se non sono espressamente citati nell’elenco al punto 1.1,iv dell’Allegato 1 del DM 26 giugno 2015. n * Luca Alberto Piterà, Segretario Tecnico AiCARR

BIBLIOGRAFIA

• Piterà 2015. Siamo pronti per il nuovo DM requisiti Minimi. AiCARR Journal, 30, 12-13

Valvole termostatiche pretarabili con limitatore automatico di portata Ideali per interventi di ristrutturazione, le valvole termostatiche Eclipse F di IMI Hydronic Engineering sono provviste di un dispositivo di bilanciamento e controllo idronico che elimina le portate eccessive Le valvole termostatiche Eclipse F sono destinate all’uso negli impianti di riscaldamento a due tubi con circolatore, con salto termico da normale ad elevato. La portata desiderata per i singoli radiatori viene impostata direttamente sul corpo valvola Eclipse F. Questa limitazione automatica della portata è eseguita mediante una semplice rotazione: il valore impostato non sarà più superato. Anche in presenza di una sovrappressione dovuta a variazioni di carico nell’impianto, ad esempio a seguito della chiusura di altre valvole o in fase di riscaldamento mattutino, Eclipse F continua a garantire la portata richiesta.

Facilità di regolazione La valvola regola la portata indipendentemente dalla pressione differenziale. Di conseguenza i complessi calcoli, in passato necessari per la determinazione delle posizioni di pretaratura, non sono più necessari. Le perdite di carico delle tubazioni presenti negli impianti esistenti non devono più essere stimate negli interventi di riqualificazioni. Solo la potenza e la risultante portata massima devono essere determinati.

La pressione differenziale minima dev’essere disponibile anche nell’unità terminale sfavorita. Se necessario, la pressione differenziale può essere misurata grazie ad un apposito accessorio al fine di ottimizzare l’impostazione della pompa.

Regolatore di portata integrato La valvola termostatica Eclipse F è provvista di un esclusivo regolatore di portata che elimina le portate eccessive. Per impostare la portata desiderata, basta una semplice rotazione direttamente sul corpo valvola. Una volta impostata, la portata non viene più superata, nemmeno in presenza di variazioni di carico nell’impianto a seguito della chiusura di altre valvole o in fase di riscaldamento mattutino. La valvola regola la portata indipendentemente dalla pressione differenziale. Di conseguenza i complessi calcoli, in passato necessari per la determinazione delle posizioni di pretaratura, non sono più necessari.

LIMITATORE DI PORTATA. Il regolatore si imposta sulla portata di progetto ruotando il cappuccio graduato con l’apposita chiave di regolazione oppure con una chiave da 11 mm. Nel caso la portata aumenti, il conseguente incremento di pressione nella valvola aziona Costruzione il regolatore, limitando in modo stabile la portata al valore impostato. Il valore di portata impostato non viene quindi mai superato.

Se invece la scende al di sotto del valore impostato una molla spinge il regolatore indietro fino alla posizione originale.

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3. Guarnizione O-ring in EPDM. 4. Limitatore automatico di portata.

5. Corpo valvola: ottone.

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7. Impostazione della portata.

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impostato. Il valore di portata impostata non viene quindi mai superato. Se invece la portata scende al di sotto del valore

Sistemi VRF-VRV

L’evoluzione dei sistemi

VRF–VRV

Dall’espansione diretta a un

idronicomisto Oltre ai tradizionali sistemi a sola espansione diretta, negli ultimi anni si sta assistendo ad un fiorire di sistemi misti e/o ibridi, dove si uniscono parti a espansione diretta e parti idroniche. Non esiste un sistema da preferire rispetto a un altro e la scelta andrebbe fatta in base agli scopi che si vogliono raggiungere e all’utilizzo che ne viene fatto di Michele Vio*

N

ELL’ULTIMO DECENNIO i sistemi VRF-VRV hanno

subito una evoluzione così profonda da poter quasi essere definita una mutazione.

Se fossero prodotti televisivi, potremmo parlare di spin-off: oltre ai tradizionali sistemi a sola espansione diretta, ormai tutti i principali costruttori propongono sistemi misti e/o ibridi, dove si mescolano

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parti a espansione diretta e parti idroniche.

Procediamo con ordine, partendo dai motivi dell’evoluzione: 1) limitare alcuni svantaggi dell’espansione diretta rispetto all’idronico, in particolare le problematiche legate ai cicli di sbrinamento e alle temperature di uscita dell’aria dai terminali, specialmente

nel funzionamento estivo, senza compromettere alcuni indiscutibili vantaggi, in particolare la dimensione delle tubazioni, particolarmente ridotte con l’espansione diretta: 2) consentire ai sistemi VRF-VRV

di lavorare anche con terminali diversi da quelli ad aria, tipicamente idronici quali i sistemi radianti o i radiatori, aspetto molto importante nelle ristrutturazioni; 3) superare i limiti legati al contenimento del contenuto di refrigerante nell’impianto, connessi ABBONATI PER LEGGERE alla norma UNI EN 378, che sono molto stringenti per i sistemi ad espansione diretta. Va sottolineato http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 che tutti i sistemi VRF-VRV possono essere installati in conformità con questa Norma, in totale sicurezza. Ciò che la Norma limita è solo il contenuto di refrigerante, legato in modo sostanzialmente L’evoluzione dei sistemi lineare alla potenza e all’estenVRF-VRV tradizionali sione dell’impianto. Tanto per Le problematiche legate al fatto che durante fare un esempio, in un albergo le fasi di sbrinamento, tipiche dei sistemi a espancon potenza richiesta massima sione diretta, la temperatura ambiente diminuisce, di 150 kW può essere installato con conseguenze sulle condizioni di benessere un solo sistema VRF-VRV, perché termico, sono state superate da tutti i costrutla tecnologia lo consente, ma le tori. Tra le varie soluzioni, due meritano una citalimitazioni sul massimo contezione particolare: nuto di refrigerante potrebbero • l’utilizzo di un accumulo con sostanze eutettirichiedere una divisione in più cirche a cambiamento di fase, inserito nelle unità cuiti, quindi in più sistemi, 3 o 4, esterne, da utilizzare come riserva energetica aumentando i costi e limitando durante le fasi di sbrinamento; così alcuni vantaggi. Al contenuto • la divisione in due della batteria dell’unità esterna: d’acqua si lega anche l’oggettiva durante l’inversione di ciclo, metà batteria viene maggiore difficoltà per i sistemi utilizzata come condensatore per eliminare la VRF-VRV tradizionali di conseguire brina, mentre l’altra metà continua a lavorare i crediti concessi dalla procedura come evaporatore; quindi le batterie si inverLEED nel caso di contenimento tono per concludere il ciclo di sbrinamento. dei refrigeranti sintetici; In entrambi i casi le unità interne non erogano 4) produrre acqua calda sanitaria potenza termica durante le fasi di sbrinamento, anche ad alta temperatura. ma non sono chiamate a lavorare come evapoIl primo obiettivo è stato conseratori, come capitava un tempo, e quindi la temguito con l’evoluzione dei sistemi peratura in ambiente non diminuisce.

VRV-VRF tradizionali, mentre gli altri L’andamento delle temperature dell’aria in uscita tre con la nascita prima dei sistemi dai terminali è stato reso più simile a quello dei misti e più recentemente dei sistemi sistemi idronici grazie a interventi sul software ibridi. di regolazione. Il tema meriterebbe un approfondimento: qui si può dire che tutti i costruttori hanno sviluppato software con algoritmi in

THE DEEP EVOLUTION OF THE VRF-VRV SYSTEMS

In the last decade the VRF-VRV systems have undergone a deep evolution. In addition to the traditional directexpansion systems, in recent years have been developed different mixed and / or hybrid systems. What is the difference between a system and the other? Which is the best? There is no system better than the other because they respond to different purposes.

The mixed system is more flexible, suitable for residential use and can be used with terminals other than air, while the hybrid system is comparable only with a fan-coil system or with a VRF-VRV traditional, in one direct expansion.

Both are interesting developments of the traditional VRF-VRV, that make them better suited to European needs and restrictive rules on containment of refrigerant gas emissions in all respects, which are particularly fought on our continent. Both are an example of how globalization contributes to create more new technology, unthinkable only a few years ago.

Keywords: VRV, VRF, hybrid system

Figura 1 – Sistema VRV Daikin per i piccoli supermercati cittadini. Sono evidenziati i 3 circuiti legati alle 3 unità esterne, tutte a servizio delle cassette sia per la climatizzazione, tubazioni rosse e arancioni, che per la frigoconservazione, tubazioni blu e arancioni grado di adeguare la temperatura di lavoro del refrigerante all’effettiva potenza richiesta. Ciò aumenta il comfort termico, specialmente nella mezza stagione e soprattutto per sistemi a recupero di calore, ma permette anche un risparmio energetico quantificabile e quantificato, tramite monitoraggi in campo, fino al 60% rispetto a quanto ottenibile con i sistemi delle precedenti generazioni che non disponevano di questa funzione. Il motivo è semplice: agendo sulla temperatura si aumenta sempre l’efficienza, in qualunque condizione di funzionamento, ma soprattutto si riduce l’eccesso di deumidificazione nel periodo di raffreddamento estivo e nella mezza stagione.

Oltre a ciò, ogni costruttore ha aggiunto delle soluzioni innovative per migliorare l’efficienza del sistema, con soluzioni molto raffinate quali i separatori di liquido a volume variabile a seconda delle condizioni di funzionamento, oppure le batterie a “geometria variabile”, ottenute mediante il cambiamento del flusso di refrigerante che, di fatto, modifica il numero di ranghi tra estate e inverno.

Anche se di nicchia, un’interessante evoluzione dei sistemi VRF-VRV puri è stata studiata per i piccoli supermercati, fino a circa 800÷1200 m2, che si trovano al centro delle città. Come mostrato in Figura 1, si tratta di un sistema in grado di soddisfare le esigenze della frigoconservazione e del condizionamento con un’unica unità esterna dotata di tre compressori, di cui uno sempre a servizio della climatizzazione, uno della frigoconservazione e il terzo in grado di servire l’una o l’altra funzione a seconda delle esigenze. L’aspetto più interessante è la capacità di questi compressori di evaporare a condizioni diverse, pur essendo posti in un unico circuito. Il vantaggio è lo spazio occupato esternamente, cosa molto importante nei centri urbani.

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19

I sistemi VRF-VRV misti

circolazione con tutti gli accessori connessi. Il terminale ad aria a espansione diretta funziona semSono nati nel 2010, soprattutto per integrare la pre in estate per raffrescare gli ambienti, ma può climatizzazione estiva a espansione diretta con gli funzionare anche in inverno per supportare i terimpianti a pavimento radiante, ma le loro potenminali ad acqua. In particolare, in caso di sistemi zialità sono ben maggiori, tanto da renderli forse radianti, i terminali ad aria lavorano per mettere a il sistema più interessante nella ristrutturazione ABBONATI PER LEGGERE regime l’impianto rapidamente, mentre i radiatori degli edifici residenziali, in particolare dei condopossono funzionare in parallelo qualora la tempemini: infatti, al vantaggio di utilizzare tubazioni di http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 ratura di produzione dell’acqua sia troppo bassa diametro molto ridotto, uniscono quello di poter per la potenza richiesta. lavorare anche con i radiatori esistenti, senza necesLa configurazione più semplice può essere sariamente aumentarne la superficie. La Figura integrata da una caldaia e/o da un modulo ad 2 mostra un sistema misto nella sua configuraalta temperatura, 70 °C, cioè una pompa di calore zione più semplice. a R134a che ha come evaporatore uno scambiaUna o più unità esterne vengono collegate tore refrigerante-refrigerante, connesso alle tubatramite tubazioni percorse da refrigerante sia alle zioni a espansione diretta del sistema VRF-VRV, unità interne ad aria, sia a moduli idronici per la come mostrato in Figura 3. produzione di acqua calda, da inviare sia ai boiler Ovviamente i sistemi misti possono essere utilizper la produzione di acqua calda sanitaria, che ai zati come si vuole, anche senza unità ad aria a espanterminali idronici quali i sistemi radianti o i radiasione diretta: i moduli idronici possono produrre tori. I moduli idronici sono composti da uno scamanche acqua refrigerata in estate, per alimentare biatore refrigerante-acqua e da una pompa di

con acqua sistemi radianti a soffitto, fan-coil idronici ed eventualmente batterie di centrali di trattamento dell’aria. Così facendo, si potrebbero sfruttare per le dorsali principali i vantaggi delle tubazioni di diametro limitato, tipiche dell’espansione diretta, mentre la distribuzione all’interno degli ambienti potrebbe essere fatta esclusivamente con acqua, superando così tutti le limitazioni imposte dalla norma UNI EN 378 sul contenuto di refrigerante in un impianto.

Come si diceva in precedenza, il sistema misto è particolarmente adatto alla ristrutturazione di condomini, in particolare quando si hanno impianti centralizzati con distribuzione tramite colonne posizionate verso l’esterno, la cosiddetta distribuzione a sorgente o a pioggia.

Figura 2 – Sistema VRF-VRV misto nella sua configurazione più semplice

Figura 3 – Sistema VRF-VRV misto nella sua configurazione più completa

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La Figura 4 mostra come si modificare l’impianto esistente. Le tubazioni a potrebbe intervenire nel caso di espansione diretta possono trovare spazio al di un impianto con distribuzione a sotto di un cappotto termico; infatti, le dimenpioggia. In arancione sono identisioni sono contenute perché le perdite energetificati i radiatori esistenti, in azzurro che di distribuzione sono molto ridotte in inverno i nuovi terminali ad aria per la clie risultano inferiori a quelle di un sistema idromatizzazione estiva. Se le tubazioni ABBONATI nico anche se il refrigerante transita a temperaPER LEGGERE esistenti, linee rosse, sono in buono tura elevata, superiore a quelle dell’acqua, perché stato, possono essere utilizzate e colil raffreddamento del refrigerante in fase vapore, http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 legate alle unità esterne del sistema dovuto a dispersioni verso l’esterno, è poca cosa VRF-VRV misto tramite uno o più rispetto all’intera cessione di energia termica nei moduli idronici, collegati a monte terminali interni, dovuta in maggioranza al camdella caldaia. Le unità sono collegate bio di fase del refrigerante. tutte ai nuovi montanti verticali a Soluzioni solo lievemente più complesse posespansione diretta, linee blu, che sono essere adottate anche quando le tubazioni possono facilmente trovare spazio esistenti sono in pessimo stato e devono essere al di sotto di un cappotto termico, sostituite. quasi sempre presente in ristrutturazioni importanti. Questo sistema ha I sistemi VRF-VRV ibridi il pregio di poter essere facilmente Sono l’ultima evoluzione presentata recenteinstallato, a costi contenuti, operando mente nel mercato, nati soprattutto per superare prevalentemente dall’esterno senza i limiti legati al contenuto di refrigerante imposti

Figura 4 – Intervento con un sistema VRF-VRV misto in un condominio esistente, con distribuzione a pioggia

dalla UNI EN 378 e dai requisiti per il conseguimento di alcuni crediti nella certificazione LEED. Il sistema, pensato per impianti a quattro tubi, è mostrato in figura 5.

Le unità esterne sono collegate, mediante i tubi in cui fluisce il refrigerante, alle cassette di distribuzione, dove viene prodotta l’acqua calda e refrigerata, che sono a loro volta connesse ai terminali idronici. Le cassette di distribuzione, composte da due scambiatori refrigerante-acqua, due pompe di circolazione a portata variabile, due collettori di mandata e due di ritorno e quattro stacchi per terminale con valvole di regolazione, sono il vero cuore del sistema. Ad ogni stacco possono essere collegati fino a tre terminali.

L’acqua refrigerata e quella calda vengono prodotte nei due scambiatori refrigerante-acqua. A seconda della richiesta, ogni linea di distribuzione può essere collegata ai collettori caldi o a quelli freddi, in modo da creare l’equivalente di un impianto a fan-coil idronici a quattro tubi, con la sola differenza che l’inversione caldo-freddo è eseguita a monte sul collettore e non direttamente sul terminale. In questo modo, all’interno dei locali abitati non circola mai refrigerante, per cui non solo il contenuto totale di refrigerante è limitato, ma soprattutto la norma UNI EN 378 viene completamente superata. Il sistema è particolarmente valido nelle ristrutturazioni, grazie al diametro delle tubazioni del refrigerante, particolarmente contenuto.

Differenze tra sistemi misti e sistemi ibridi

Figura 5 – Sistema VRF ibrido (Mitsubishi)

Acqua fredda

Acqua Calda

Gas Refrigerante R410A

Quale sistema è meglio, il misto o l’ibrido? La domanda è inutile: i sistemi sono complementari e nascono con scopi diversi. Il sistema misto è più flessibile, adatto anche al residenziale e utilizzabile con terminali diversi da quelli ad aria, mentre il sistema ibrido è confrontabile solo con un impianto a fan-coil o con un VRF-VRV tradizionale, a sola espansione diretta.

Il sistema misto può essere integrato da altri generatori, per esempio la caldaia in inverno, ma anche un gruppo frigorifero ad assorbimento in un impianto di trigenerazione in estate: tutto ciò non è possibile, con un sistema ibrido, almeno nelle versioni attuali.

Entrambi sono evoluzioni interessanti dei sistemi VRF-VRV tradizionali, che li rendono più adatti alle esigenze europee e alle restrittive norme sul contenimento dei refrigeranti, gas serra a tutti gli effetti, che sono particolarmente combattuti nel nostro continente. Entrambi, sono un esempio di come la globalizzazione contribuisca a creare tecnologia sempre nuova, impensabile solo qualche anno fa. n * Michele Vio, Studio Associato Vio, Venezia Past President di AiCARR

#34

21

Climatizzazione yacht

La climatizzazione nella nautica da diporto Caratteristiche e criteri di progettazione degli impianti termici installati nei superyacht di Paolo Ponsicchi, Anna Magrini*

I

ABBONATI PER LEGGERE quando l’Italia produceva il 48% dei superyacht è applicabile a costruiti nel mondo, per poi scendere bruscaqualsiasi tipo di ambiente, compreso quello delle mente in seguito alla crisi economica: si arrivò al imbarcazioni da diporto. Quindi, il mercato dell’imhttp://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 50% nel 2010 fino al 37% nel 2014 (UCINA, 2014). piantistica per la climatizzazione svolge un ruolo C’è da specificare che gli andamenti positivi avuti anche in questo settore, che, per quanto rapprefino al 2010 sono da imputarsi prevalentemente senti una piccolissima fetta del mercato dell’imall’effetto inerzia, dovuto a commesse del 2007 e piantistica termica, segue comunque l’evoluzione del 2008, concluse due o tre anni dopo: questo delle tecnologie e delle prescrizioni relative al conè infatti il tempo medio necessario per costrutenimento dei consumi energetici. ire unità del genere. Attualmente la situazione Gli impianti di climatizzazione vengono proappare stazionaria; in realtà comincia a intravegettati in base alle esigenze specifiche di ogni dersi un aumento dell’interesse, ma ancora i conimbarcazione. Qui si presentano alcuni aspetti, tratti firmati sono pochi e considerando tutto il quali le caratteristiche degli impianti e alcuni cricomparto, non solo i superyacht, il contributo teri di progettazione con le relative problematidella nautica italiana al PIL nazionale è intorno che, in riferimento ai superyacht, ovvero a navi da all’1,5%, mentre nel 2008 era quasi il triplo. diporto e da diporto a uso commerciale, i cosiddetti La produzione italiana di superyacht è quasi charter, di lunghezza compresa tra 24 e 60 metri. tutta destinata all’esportazione: la clientela apparInnanzitutto occorre premettere che la diffutiene a Paesi di tutto il mondo, da quelli Europei ai sione di questo tipo di imbarcazione sul mercato Paesi Arabi, da quelli del Sud Est asiatico a quelli è arrivata al suo massimo storico intorno al 2008,

22

L CONCETTO DI COMFORT AMBIENTALE

#34

dell’America e dell’Oceania.

La maggiore concorrenza per i cantieri Italiani è rappresentata da Olanda e Germania, che hanno produzioni di alta qualità. Per l’Italia è tuttora importante e determinante il made in Italy: designer e cantieri italiani sono apprezzati soprattutto per l’Italian style, oltre che per i costi, mediamente inferiori a quelli olandesi e tedeschi, e per una grande flessibilità nell’andare incontro alle richieste del cliente. Nel 2015 risultano, nel mondo, ordini per circa 730 superyacht, di cui circa 270 in Italia; il dato è pressoché stazionario dal 2011 anche se è da valutare con cautela: molti cantieri hanno rallentato la produzione, pertanto lo stesso ordine può comparire per più anni.

Figura 1 – Schemi di ventilazione del ponte inferiore e di quello di coperta di un’imbarcazione ABBONATI PER LEGGERE

L’impianto più comune è costituito da una Figura 2 – http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 unità centrale di condizionamento ad acqua tratAlcuni tata, raffreddata ad acqua di mare, sistemata in particolari sala macchine; le potenze variano da circa 15 kW del circuito a circa 118 kW, in funzione del tipo e della dimendei fan-coil sione della nave. A titolo d’esempio, un gruppo per una nave di circa 45 m può avere una potenza intorno ai 47 kW. Non è infrequente trovare impianti sovradimensionati, talvolta anche sensibilmente, ad esempio 118 kW per una nave da 45 metri: ciò deriva, salvo casi di particolari esigenze, principalmente da lacune nello studio e nella realizzazione dell’isolamento termico, delle canalizzazioni dell’aria e della parte idraulica dell’impianto che generano bassi rendimenti complessivi. nel Mediterraneo, per poi fermarsi per il resto Nei rari casi in cui sia richiesto anche un riscalCondizioni climatiche dell’anno. Buona parte delle unità a uso comdamento particolarmente efficace, ad esempio e caratteristiche merciale naviga sempre in zone temperate, sposu navi tipo “explorer” adatte anche alla navidegli impianti standosi ad esempio dal Mediterraneo ai Caraibi gazione fra i ghiacci, si affianca all’impianto di Le aree di navigazione dei a seconda della stagione. condizionamento un sistema a resistenze eletsuperyacht sono prevalentemente in L’esigenza di climatizzazione riguarda quindi triche contenute negli stessi fan-coil, con conzone temperate quali il Mediterraneo, prevalentemente il condizionamento estivo, menseguente incremento nel dimensionamento dei i Caraibi e i Mari del Sud; le unità da tre le esigenze di riscaldamento sono limitate, gruppi elettrogeni. diporto puro, a uso esclusivo dell’arper cui l’impianto prevede il controllo della sola La potenza erogata dal gruppo è frazionata matore, navigano prevalentemente temperatura, oppure di temperatura e umidità, in due o più circuiti indipendenti che entrano in nei mesi con condizioni climatiche con modulazione indipendente in ogni locale. funzione in sequenza, governati da sistemi autopiù favorevoli, ad esempio in estate matici, secondo le esigenze; evaporatori e condensatori sono studiati per il funzionamento in pompa di calore con acqua di mare a temperature fino a circa +6 °C e sono costruiti in rame e cupronichel, leghe rame-nichel, che offrono THE AIR CONDITIONING IN SUPERYACHT The concept of environmental comfort is also applied to the heating systems installed in recreational craft. The un’ottima resistenza alla corrosione in ambiente systems must be designed according to the specific needs of the boat and must follow the evolution of technology marino e che sono usate soprattutto nei condenand of the requirements relating to the reduction of energy consumption. In this paper we present the characterisatori, nei refrigeratori e negli altri scambiatori di stics and design criteria of the air conditioning systems for a specific category of recreational craft: the superyacht. calore a contatto con l’acqua di mare.

Ci sono anche impianti a espansione diretta Keywords: heating systems, air conditioning, superyachts raffreddati ad acqua di mare, adatti a piccole

#34

23

imbarcazioni o a navi veloci dove l’esigenza di sistemi di utilizzo ausiliario dell’energia solare, ma contenere i pesi è preponderante; il valore della i risultati sembrano ancora poco promettenti. loro potenza è compreso tra 4 e 26 kW. gruppo frigorifero è quasi sempre situato in ABBONATIIl PER LEGGERE Dal gruppo di condizionamento parte il cirsala macchine; sulle unità maggiori può essere cuito dell’acqua trattata, normalmente in tubi di sistemato in locali tecnici separati ed è sempre http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 rame o cupronichel coibentati; talvolta si trovano posizionato su supporti antivibranti per preveimpianti in PVC, ad esempio su alcune barche amenire propagazione di vibrazioni alle strutture; i ricane, ma la loro affidabilità nel tempo è minore. basamenti sono studiati, come quelli di tutti gli Ogni locale è servito da uno o più fan-coil, altri macchinari, per ridurre al minimo vibrazioni regolabili in loco. Le potenze impiegate variano e rumore. È alimentato dai generatori elettrici o da circa 1,5 kW a circa 8 kW per elemento. dalla corrente di banchina. Le pompe di alimenOltre al trattamento dell’aria di ricircolo da parte tazione dell’acqua di mare possono essere posidei fan-coil, vengono installate unità di trattazionate ovunque, perché separate dal gruppo. mento dell’aria di rinnovo per gruppi di locali. Le UTA garantiscono almeno 5 ricambi all’ora con Criteri di progettazione portate variabili tra 250 e 1200 m3/h e sono talIn linea teorica la progettazione di un impianto volta dotate di post riscaldamento dell’aria trattata. di condizionamento per superyacht segue gli stessi Fan-coil e UTA sono integrati nell’allestimento criteri degli altri impianti di condizionamento; nella interno della nave secondo criteri tecnici ed estepratica quotidiana, data la notevole quantità di tici, questi ultimi non trascurabili su questo tipo dati disponibili, i produttori propongono già una di unità. Si studiano sistemazioni che siano facilfornitura completa dimensionata su precedenti mente accessibili per la manutenzione e che conesperienze, in funzione dei volumi interni dei locali sentano adeguati collegamenti delle canalizzazioni da climatizzare, delle superfici vetrate, che sono dell’aria e dei drenaggi della condensa. Le canasempre più ampie, e delle richieste della specifica lizzazioni dell’aria sono realizzate con tubi flescontrattuale della nave. In generale, gli impianti sibili in poliammide e PVC, con diametri interni risultano sovradimensionati: probabilmente calcompresi tra circa 50 e 125 mm, o da condotte coli più accurati potrebbero portare agli stessi in PVC, VTR o legno coibentate. Le bocchette di risultati con pesi, ingombri e costi anche inferiori. mandata, realizzate nelle più svariate forme, sono Alcuni dati tipici di riferimento per la progetintegrate nell’arredo e necessitano di opportuna tazione sono riportati in Tabella 1. coibentazione per prevenire la condensa e i conA causa dei cambiamenti climatici, probabilseguenti gocciolamenti. mente bisognerà cominciare a considerare tempeAnche le prese d’aria esterna delle UTA sono rature estive dell’acqua di mare e dell’aria esterna integrate nelle forme esternee devono essere stusuperiori. diate per prevenire ingressi di acqua, dolce o salata, Data la tipologia di impianto, la progettazione e inquinamenti da scarichi di fumi o di estrazioni, delle canalizzazioni si limita ai tratti fra fan-coil o per esempio da bagni e cucina.

UTA e bocchette di immissione ed estrazione. Le Il corretto studio delle canalizzazioni dell’adimensioni sono dettate dagli attacchi al fan-coil ria in ogni locale è indispensabile per garantire o all’UTA; valgono naturalmente tutte le normali il controllo del rumore, che deve essere pressoconsiderazioni relative alla corretta disposizione ché impercettibile, e l’eliminazione di qualsiasi per evitare strozzature, perdite di carico, aumenti problema di condensa e gocciolamento. di velocità con conseguente insorgenza di rumore Nelle Figure 1 e 2 sono rappresentati rispete così via. tivamente gli schemi di distribuzione dell’aria ai livelli del ponte inferiore e di quello di coperta di un’imbarcazione e alcuni particolari del circuito dei fan-coil.

Tabella 1 – Alcuni dati tipici di riferimento L’impianto di condizionamento è un sistema indiper la progettazione dell’impianto pendente, che ha in comune con gli altri impianti solo l’alimentazione dell’acqua di mare, che arriva Grandezza Valore estivo dal collettore principale o talvolta, sulle imbarca28 °C tmare zioni più piccole, da una presa a mare dedicata.

35 °C te L’acqua calda sanitaria pertanto è prodotta dal (38 °C) cosiddetto impianto dell’acqua di lavanda, scaldando l’acqua con boiler elettrici dotati anche di serpentina per il recupero del calore dall’acqua di raffreddamento dei motori principali; l’acqua calda è inviata a uno o più anelli chiusi con pompe di ricircolo. Solo recentemente si cominciano a vedere

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La silenziosità dei fan-coil è ottenuta con l’utilizzo di motori a basso regime di giri su bronzine autolubrificanti ed autocentranti fissati al telaio per mezzo di antivibranti.

Accanto alla progettazione dell’impianto di condizionamento è di assoluta importanza la progettazione dell’isolamento termo-acustico della nave. Tale studio, spesso trascurato e sostituito da realizzazioni empiriche, è fondamentale per ottenere alti livelli di comfort, sia acustico sia termico. È opportuno eseguire uno studio specifico per ciascuna nave e per ciascun suo locale. Infatti, le esigenze sono molteplici e dipendono dal materiale dello scafo, dei ponti, della sovrastruttura, della compartimentazione interna, oltre che dalle disposizioni reciproche degli allestimenti interni. n * Paolo Ponsicchi, Studio Tecnico Navale Dott.

Ing. Paolo Ponsicchi Anna Magrini, Università degli Studi di Pavia – socia AiCARR

BIBLIOGRAFIA

• Ucina. 2015. La nautica in cifre.

Analisi del mercato per l’anno 2014. Genova: Unione Nazionale dei Cantieri e delle Industrie Nautiche e Affini.

Valore invernale 5 °C -3 °C

URe

90% (70%)

80%

Ti

23 °C (24 °C)

21 °C

URi

50% (55%)

50%

Riqualificazione e clima

I Gradi Giorno non bastano Dall’analisi dei risultati di un caso studio si evidenzia come le condizioni climatiche locali giochino un ruolo fondamentale sull’efficacia degli interventi sotto il profilo costi/benefici di un intervento riqualificativo di Anna Magrini, Andrea Bassani*

L

A RIQUALIFICAZIONE DEGLI EDIFICI esistenti rappre-

senta un tassello fondamentale del percorso da compiere per rispettare gli obiettivi della comunità europea, in quanto il settore edilizio, come ampiamente evidenziato negli ultimi anni, richiede un consumo di energia molto elevato (Parlamento Europeo, 2010).

Le possibilità di intervento possono essere riferite a involucro, a impianto o a entrambi, ma devono sempre essere valutate caso per caso in funzione della situazione esistente e del rapporto costi / benefici.

Linee di indirizzo condivise tra le regioni, come

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#34

quelle contenute nei Decreti di recente emanazione (MISE, 2015a; 2015b; 2015c), sono senz’altro necessarie per affrontare in modo più sistematico il problema e per focalizzare l’attenzione da parte degli organi di amministrazione regionale/nazionale (mediante incentivi, promozione di attività, azioni a supporto) sugli interventi più complessi ma più efficaci. Tuttavia, una difficoltà che può sorgere nell’ambito di una pianificazione nazionale, che diversifica le indicazioni comuni a tutte le regioni solo in relazione alla zona climatica, può essere rappresentata dalla notevole differenziazione tra le condizioni climatiche locali delle diverse zone d’Italia.

Per esempio, nel Decreto relativo ai requisiti minimi degli edifici in relazione alle prestazioni energetiche (MISE, 2015a), i valori limite delle trasmittanze termiche degli elementi edilizi sono indicati in funzione delle zone climatiche. Questo parametro è basato sui Gradi Giorno e potrebbe non essere sempre efficace: una grande variabilità di situazioni è infatti determinata dall’irraggiamento solare, dal Nord al Sud. Gli apporti solari infatti giocano un ruolo

scegliendo per ogni zona climatica (dalla C alla fondamentale sia in termini di guaF) una città al Nord e una al Sud, con una buona dagno invernale, sia in relazione alle corrispondenza in termini di Gradi Giorno ma con condizioni estive: a parità di condidiversa latitudine, e sono stati confrontati i risulzioni di calcolo imposte in funzione tati in termini di fabbisogno di energia e in reladella zona climatica, il fabbisogno terzione a una stima dei costi degli interventi. mico di località caratterizzate da un diverso contributo dovuto all’irraggiamento solare può variare anche Metodologia ABBONATI PER LEGGERE in modo significativo. Per questo Il fabbisogno energetico attuale dell’edifimotivo, si è pensato di valutare l’imcio oggetto del caso di studio è stato effettuato http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 portanza di questi aspetti, almeno sulla base delle procedure indicate dalle normain relazione ad alcune condizioni tive nazionali (UNI, 2012; 2014a; 2014b; 2010) e le climatiche prese come riferimento. simulazioni sono state basate sui dati climatici Lo studio è stato sviluppato prenforniti dalla UNI 10349 (UNI, 1994) e dalla sua revidendo come caso di studio un picsione, la cui inchiesta pubblica finale è terminata colo condominio residenziale, 3 piani l’1 giugno 2015. (UNI, 2015). L’analisi ha riguardato con 3 appartamenti per piano, del solo il fabbisogno netto invernale, date le caratquale è stata valutata la prestazione teristiche dell’immobile considerato (impianto energetica nello stato di fatto e a esistente recentemente rinnovato, assenza di seguito di diversi interventi di riquaraffrescamento estivo). lificazione energetica. Per valutare I risultati delle soluzioni di riqualificazione enerl’effetto della irradiazione solare getica proposte per gli 8 casi considerati sono stati sono state considerate otto città,

Dati geometrici

Altezza netta piano

3

m

Volume netto riscaldato

2732,43

m3

Superficie verticale opaca disperdente verso l’esterno

696,19

m2

Superficie disperdente del tetto

310,06

m2

Superficie disperdente del solaio

290,69

m2

Superficie finestrata

204,39

m2

Superficie netta calpestabile

910,81

m2

Superficie delle pareti sul vano scala

17,88

m2

Rapporto S/V

0,538

m-1

Tabella 1 – Alcuni dati geometrici dell’edificio U (Wm-2 • K-1)

Y (W • m-2 • K-1)

Ms (kg • m-2)

Solaio interpiano/su garage

1,83

0,86

234

Tetto piano

1,11

0,54

292

Pareti verticali esterne

1,44

0,74

288

Pareti verticali su vano scala

1,81

Componente

Tabella 2 – Alcune caratteristiche termofisiche dei componenti dell’involucro dell’edificio

THE CLIMATE INFLUENCE ON THE EFFECTIVENESS OF ENERGY IMPROVEMENTS: SOME CONSIDERATIONS ON ENERGY PERFORMANCE OF A RESIDENTIAL BUILDING

In the energy refurbishment of buildings, the increasing energy performance depends mainly on the local climatic conditions as the cost/benefit analysis results.

The national rules give indications and limits differentiated by heating Degree Days, but they should take into account also the contribution of solar radiation that varies significantly with the latitude and strongly affect the energy balance in all seasons.

A residential building case-study is considered, to show these effects on the basis of different climatic conditions.

Keywords: climate, energy refurbishment, residential building

messi a confronto per evidenziare quali risultassero più vantaggiose dal punto di vista costi/benefici.

Dai risultati delle elaborazioni si possono trarre considerazioni relative alla distribuzione geografica dei dati climatici. Si è poi evidenziato l’effetto dei cambiamenti climatici considerando nell’analisi del fabbisogno energetico le serie di dati climatici riferite a elaborazioni di rilevamenti effettuati prima del 1994 e negli ultimi 10 anni e riportate rispettivamente nella norma UNI (1994) e nella proposta di norma UNI (2015).

Caso di studio L’edificio preso in considerazione è una palazzina di civile abitazione, costruita negli anni ’60. Gli ambienti climatizzati confinano con i garage posti al piano terreno. Il tetto è piano, di colorazione scura. L’impianto termico esistente è composto da una caldaia a condensazione per il riscaldamento invernale; non è presente un impianto di raffrescamento estivo.

La pianta dell’edificio e la suddivisione interna per appartamenti è riportata in Figura 1; alcune caratteristiche geometriche sono riassunte in Tabella 1.

La distribuzione delle superfici opache e trasparenti in funzione dell’esposizione è riportata nelle Figure 2 e 3: nella prima sono evidenziate le percentuali di superficie opaca e vetrata per orientazione rispetto ai corrispondenti valori totali riferiti alle superfici verticali, nella seconda sono messe in evidenza le percentuali di superficie opaca e vetrata rispetto al corrispondente valore totale riferito a ogni esposizione.

Alcune caratteristiche delle strutture perimetrali sono riportate in Tabella 2.

L’impianto di riscaldamento e produzione di acqua calda sanitaria è centralizzato con caldaia a condensazione di recente installazione, potenza di targa pari a 110 kW, rendimento del 106,2%.

Condizioni climatiche Per la scelta delle condizioni climatiche di calcolo sono state prese in considerazione le fasce climatiche C,D,E e F; sono state tralasciate le fasce A e B, in quanto coprono una piccola parte del territorio nazionale e sono principalmente caratterizzate da latitudini poco differenti tra loro.

In Tabella 3 e in Figura 4 sono riportati alcuni dati climatici relativi alle 8 città scelte con i criteri di cui si è detto.

Nelle condizioni D e F, le città che hanno un maggior numero di gradi giorno si trovano a una latitudine inferiore e hanno una irradiazione solare giornaliera media mensile su piano orizzontale più elevata rispetto alle città più a nord scelte per il confronto.

Da un’analisi delle condizioni climatiche emerge che per la fascia climatica C sia le temperature che le radiazioni solari hanno valori molto simili, anche se Lecce mantiene valori di poco quasi

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Figura 1 – Pianta dell’edificio

sempre maggiori rispetto a quelli di Imperia.

Nella fascia climatica D la città più a sud, Foggia, ha temperature invernali più basse ed estive più alte, di quelle di Genova, in quanto risulta particolarmente esposta ai freddi venti provenienti dai Balcani o dal Nord Europa, ma in ogni caso

Figura 2 – Incidenza per esposizione della superficie opaca e vetrata rispetto al corrispondente totale

Figura 3 – Incidenza della presenza di superficie opaca e vetrata per ciascuna esposizione

l’irraggiamento estivo è particolarmente intenso.

Nella fascia climatica E, seppure Milano ed Enna abbiano caratteristiche geografiche molto differenti, i dati climatici mostrano come a Milano le temperature invernali siano più basse e le temperature estive più alte.

Per la fascia climatica F valgono le stesse considerazioni fatte per la fascia climatica E, tenendo conto però che l’irraggiamento solare di Cuneo è più alto in inverno di quello di Milano, mentre quello di Floresta

Figura 4 – Valori medi mensili di temperatura t, in °C, e irradiazione giornaliera Hh, in MJ m-2, su piano orizzontale

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Altitudine

Latitudine

Gradi giorno

Fascia climatica

Provincia

Imperia

10

43° 53'

1201

C

IM

Lecce

49

40° 21'

1153

C

LE

Genova

19

44° 25'

1435

D

GE

Foggia

76

41° 27'

1530

D

FG

Milano

122

45° 27'

2404

E

MI

Enna

931

37° 33'

Cuneo

534

44° 22'

Floresta

1275

http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 37° 59' 3309 F ME

2248 E ABBONATI PER LEGGERE 3012 F

EN CN

Tabella 3 – Alcune caratteristiche delle città di riferimento per le condizioni climatiche (ME) è solo leggermente più basso di quello di Enna in tutte le stagioni.

Interventi migliorativi analizzati Per migliorare le prestazioni energetiche dell’edificio e analizzare le scelte ottimali in funzione delle condizioni climatiche, sono state esaminate varie tipologie di intervento valutandone la fattibilità, la difficoltà di intervento, la spesa del lavoro, il ritorno economico e il risparmio energetico. Inoltre, sono stati considerati interventi combinati per realizzare progetti di riqualificazione più efficaci.

Per ciascuna condizione climatica sono state considerate le tipologie di intervento riportate in Tabella 4. In particolare, gli interventi B e C

riguardano la riduzione dei contributi per irraggiamento su superfici vetrate e opache, quelli da D a G sono riferiti all’isolamento delle pareti verticali, da H a L riguardano interventi su tetto (d’Ambrosio Alfano e De Leo, 2015) e i successivi rappresentano una combinazione dei precedenti.

Nella scelta delle soluzioni si è tenuto conto delle effettive possibilità di realizzare interventi di isolamento termico nel contesto reale e sono state valutate soluzioni con materiali di diverso tipo; non sono state prese in considerazione alternative impiantistiche, in quanto il generatore è di tipo recente. I materiali isolanti considerati sono: • pannelli in polistirene espanso sinterizzato, ρ = 20 kg · m-3, conduttività termica di calcolo λ = 0,04 W · m-1 · K-1, costo stimato 15 euro per metro quadrato; • pannelli in poliuretano espanso rigido, ρ = 35 kg · m-3, conduttività termica di calcolo λ = 0,026 W · m-1 · K-1, costo stimato 25 euro per metro quadrato.

Tabella 4 – Interventi considerati Codice Intervento interventi semplici

Il costo delle finestre con triplo vetro è stato stimato pari a 500 euro per metro quadrato e quello assunto per il gas metano è pari a 0,7 euro per metro cubo; gli altri costi sono stati desunti da preventivi richiesti in Regione Lombardia. Sono stati considerati i costi di realizzazione di impalcature, quando previsto per la tipologia di intervento.

Al fine di evidenziare eventuali aspetti critici in relazione al rapporto tra fabbisogno energetico e condizioni climatiche sono stati poi confrontati i risultati ottenuti tra le coppie di città riportate in Tabella 3 e per le soluzioni N e P sono stati quindi messi in risalto alcuni aspetti relativi al ritorno dell’investimento in relazione al clima.

Risultati Situazione attuale e interventi migliorativi

Dalla simulazione della situazione attuale effettuata secondo le procedure delle UNI/TS 11300 con un software certificato CTI, si può ottenere una stima dei costi annuali di combustibile per il riscaldamento dell’intero condominio nelle 8 città, riportati in Figura 5. Per validare i risultati ottenuti dalle elaborazioni li si è confrontati con i consumi reali rilevati in una delle città analizzate, ottenendo una buona corrispondenza di risultati.

In Figura 6 sono riportati i confronti tra i risultati ottenuti per le 4 coppie di città. Prendendo come riferimento le condizioni attuali, A, in Figura è messo in evidenza l’effetto degli interventi riportati in Tabella 4 in relazione al fabbisogno energetico netto, calcolato in regime invernale come percentuale rispetto a quello attuale. Per ogni tipologia di intervento è indicata la differenza in punti percentuali tra i consumi energetici delle due città appartenenti a una stessa coppia, in particolare tra quella al Sud e quella al Nord.

Per i calcoli sono state considerate le trasmittanze stimate nella situazione esistente, indicate in Tabella 2, e quelle calcolate in funzione del tipo di intervento considerato. Una sintesi dei dati è riportata in Figura 7 in riferimento ai componenti indicati in Tabella 2. Non è stato effettuato un confronto diretto con i valori riportati in uno dei Decreti pubblicati il 26 giugno 2015 (MISE, 2015a), che considera anche il contributo dei ponti termici che non sono stati definiti in modo dettagliato nel caso di studio.

A

Edificio esistente

B

Utilizzo di pellicole basso-emissive sulle superfici vetrate

C

Sostituzione dello strato superficiale del tetto con uno riflettente

D

Isolamento interno mediante pannelli in polistirene (compatibilmente con una riduzione non eccessiva degli spazi interni, spessore 30 mm)

E

Isolamento a cappotto esterno mediante pannelli in polistirene (100 mm)

F

Isolamento a cappotto esterno mediante pannelli di poliuretano espanso rigido (100 mm)

G

Insufflaggio con materiale sfuso (perle a cella chiusa di polistirene espanso, specifiche per insufflaggio a secco in intercapedine), in intera intercapedine a disposizione, spessore 150 mm

H

Isolamento del tetto mediante pannelli in polistirene (100 mm)

Cambiamenti climatici

I

Isolamento del tetto mediante pannelli in polistirene (120 mm)

L

Isolamento del tetto mediante pannelli di poliuretano espanso rigido (100 mm)

Nell’affrontare la programmazione delle misure da adottare per la riduzione dei consumi energetici negli edifici, occorre considerare la variazione delle condizioni climatiche nel tempo. Infatti, la corrispondente variazione del fabbisogno netto dell’edificio può avere ricadute importanti sulla valutazione della sostenibilità economica delle azioni da intraprendere.

Per verificare questa necessità, per il caso di studio sono stati confrontati i risultati ottenuti

interventi combinati M

G+H

N

G + H + isolamento soletta del primo piano mediante pannelli in polistirene (50 mm)

O

E + H + isolamento soletta del primo piano mediante pannelli in polistirene (50 mm)

P

F + L + isolamento soletta del primo piano mediante pannelli di poliuretano espanso rigido (50 mm)

Q

P + sostituzione finestre (triplo vetro)

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utilizzando i dati climatici medi mensili riportati nella UNI 10349 (UNI, 1994) e nella sua proposta di revisione, di prossima pubblicazione (UNI, 2015); il confronto è illustrato in Figura 8.

A seguito del cambiamento dei dati climatici, il fabbisogno energetico netto invernale è diminuito per Imperia e Milano, rispettivamente del 10 e del 9%, e in modo più consistente anche per Enna, ABBONATI PER LEGGERE 27%, mentre è aumentato per Foggia e Cuneo, rispettivamente del 13 e dell’8%. Un’indagine più http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 estesa su questo aspetto potrebbe mettere in risalto altre differenze significative tra i consumi energetici valutati con i dati climatici della UNI Figura 5 – Spesa annuale per riscaldamento 10349 (UNI, 1994) e con quelli della sua revisione.

Il risultato potrebbe influire in modo importante Figura 6 – Confronto tra i valori del fabbisogno netto invernale sulle opportunità di recupero degli investimenti per tipologia di intervento per le 4 coppie di città considerate Osservazioni

I risultati ottenuti confermano che le soluzioni di intervento sull’involucro vanno valutate attentamente, anche a parità di zona climatica, così come va fatto per l’impianto. In particolare, come ci si poteva aspettare e come ben evidenziato in Figura 6, la riduzione degli apporti gratuiti per irraggiamento (interventi B e C) aumenta leggermente il fabbisogno invernale per le città al Sud. In linea di massima, gli interventi di isolamento termico dimostrano una minore riduzione percentuale dei consumi nelle città più a Nord per le zone climatiche E e F, mentre per le altre, C e D, la differenza rimane poco significativa. Gli interventi combinati presentano quasi tutti un miglioramento percentuale dell’ordine del 45-55%, indipendentemente dalla zona climatica, ma in ogni caso nelle zone di classe E e F le differenze tra città del Nord e del Sud sono più marcate, con valori che si discostano tra loro da 2 a 6,8 punti percentuali. Questi risultati dimostrano che un’analisi degli effetti di interventi migliorativi basata sulla riduzione percentuale del fabbisogno invernale può portare a risultati che possono essere molti diversi in funzione delle zone climatiche, in modo più marcato per le zone E ed F. Inoltre, se a questo tipo di analisi si affianca una valutazione economica degli interventi e si confrontano i risultati, anche in modo sommario per esempio mediante il tempo di payback, lo scenario può essere più completo.

Per mettere in evidenza quale possa essere l’entità delle differenze, visti i risultati ottenuti con gli interventi esaminati, sono stati scelti gli interventi combinati N e P di Tabella 4, che portano a una riduzione del fabbisogno compresa tra 45 e 50%; il tempo di payback è stato calcolato facendo riferimento a un incentivo del 50%.

I criteri adottati sono: • limitata invasività; • durata nel tempo; • costi.

Il primo intervento può essere attuato ovviamente solo nel caso in cui vi sia un’intercapedine

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Figura 7 – Confronto tra i valori di trasmittanza di pareti verticali, tetto e solai. Il pedice p usato per gli interventi O e P sta a significare che i valori si riferiscono solo ai solai e non tengono conto della presenza del cappotto esterno

da riempire con materiale sfuso o con schiume, mentre per la seconda soluzione è stato considerato l’uso di materiali leggermente più costosi, ma con prestazioni energetiche migliori. Quest’ultima

soluzione potrebbe essere molto più conveniente, se il costo della realizzazione delle impalcature fosse attribuibile alla necessità di rifacimento

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Figura 8 – Fabbisogno netto QH,nd in regime invernale: confronto riferito ai dati climatici attualmente in uso (UNI, 1994) e a quelli aggiornati (UNI, 2015)

della facciata per problemi di degrado piuttosto che finalizzata alla riqualificazione energetica.

Entrambi gli interventi realizzano un risparmio energetico significativo, mostrato in Figura 9; i risultati in termini di fabbisogno energetico ottenuti sono simili tra loro, con una riduzione del fabbisogno energetico maggiore del 5% per l’intervento

P. I tempi di rientro dell’investimento nel caso dell’intervento N sono pari circa alla metà di quelli dell’intervento P, per cui, almeno nel caso di edifici realizzati con murature con intercapedine d’aria, la soluzione preferibile dovrebbe essere la N. Va considerato tuttavia che l’intervento N ha una durabilità stimata pari a circa la metà di quello P. Per le due soluzioni N e P, la spesa per riscaldamento si riduce di circa il 55% in quasi in tutti i casi, a esclusione delle condizioni di calcolo di

Figura 9 – Spesa per riscaldamento: confronto tra condizione attuale A e interventi N e P e tempo di payback degli investimenti

BIBLIOGRAFIA

· d’Ambrosio Alfano F.R., De Leo. 2015. Materiali impermeabilizzanti e termoisolanti per l’involucro edilizio: un binomio. Collana AiCARR, vol. 22. Milano: Editoriale Delfino · MISE. 2015a. Applicazione delle metodologie di calcolo delle prestazioni energetiche e definizione delle prescrizioni e dei requisiti minimi degli edifici. Decreto 26 giugno 2015. GU Serie Generale n.162 del 15.7.2015,S.O. n. 39. · MISE. 2015b. Adeguamento del decreto del Ministro dello sviluppo economico, 26 giugno 2009 – Linee guida nazionali per la certificazione energetica degli edifici.

Decreto 26 giugno 2015. GU Serie Generale n.162 del 15.7.2015,S.O. n. 39. · MISE. 2015c. Schemi e modalità di riferimento per la compilazione della relazione tecnica di progetto ai fini dell’applicazione delle prescrizioni e dei requisiti minimi di prestazione energetica negli edifici. Decreto 26 giugno 2015. GU Serie Generale n.162 del 15.7.2015,S.O. n. 39. · Parlamento Europeo. 2010. Direttiva Europea 2010/31/UE del Parlamento europeo e del Consiglio, del 19 maggio 2010, sulla prestazione energetica nell’edilizia · UNI. 1994. Riscaldamento e raffrescamento degli edifici – Dati climatici. Norma UNI 10349. Milano: Ente Italiano di Normazione. · UNI. 2010. Prestazioni energetiche degli edifici – Parte 3: Determinazione del fabbisogno di energia primaria e dei rendimenti per la climatizzazione estiva. Norma UNI/ TS 11300-4. Milano: Ente Italiano di Normazione. · UNI. 2012. Prestazioni energetiche degli edifici – Parte 4: Utilizzo di energie rinnovabili e di altri metodi di generazione per la climatizzazione invernale e per la produzione di acqua calda sanitaria. Norma UNI/TS 11300-4. Milano: Ente Italiano di Normazione. · UNI. 2014a. Prestazioni energetiche degli edifici – Parte 1: Determinazione del fabbisogno di energia termica dell’edificio per la climatizzazione estiva e invernale. Norma UNI/TS 11300-1 Milano: Ente Italiano di Normazione. · UNI. 2014b. Prestazioni energetiche degli edifici – Parte 2: Determinazione del fabbisogno di energia primaria e dei rendimenti per la climatizzazione invernale e per la produzione di acqua calda sanitaria, per la ventilazione e per l’illuminazione. Norma UNI/TS 11300-2.Milano: Ente Italiano di Normazione. · UNI. 2015. Riscaldamento e raffrescamento degli edifici, Parte 1: Medie mensili per la valutazione della prestazione termo-energetica dell’edificio e metodi per ripartire l’irradianza. Progetto di revisione della Norma UNI 10339. Milano: Ente Italiano di Normazione.

Milano e Cuneo, in cui il risparmio risulta inferiore e pari al 45 % per N e al 50% per P rispetto alle condizioni corrispondenti rispettivamente a Enna e Floresta. Tuttavia, facendo riferimento al tempo di payback, gli interventi ipotizzati in queste due città del Nord appaiono più convenienti di quelli nelle corrispondenti due città del Sud. In linea di massima, il confronto sul tempo di payback in base alla zona climatica dimostra che esso è più basso per le città del Nord rispetto a quelle del Sud.

Conclusioni Dall’analisi dei risultati appare evidente come le condizioni climatiche locali rappresentino un elemento determinante per valutare l’efficacia degli interventi sotto il profilo costi/benefici.

In particolare, per esempio, il contributo degli apporti solari varia in modo significativo sul territorio nazionale e determina differenze importanti nel calcolo del fabbisogno di energia tra Nord e Sud, in modo non direttamente correlato con la suddivisione del territorio in zone climatiche secondo i Gradi Giorno e quindi può costituire un elemento da valutare in modo più approfondito.

Anche se una strategia unificata a livello nazionale è necessaria per affrontare in modo sistematico il problema della riqualificazione energetica degli edifici esistenti, appare evidente che una pianificazione nazionale dovrebbe tener conto più accuratamente delle condizioni climatiche locali.

Per incentivare gli interventi più complessi, ma più efficaci in termini di riduzione dei consumi e delle emissioni, sarebbe opportuna una differenziazione delle priorità in funzione delle condizioni climatiche locali/regionali. L’analisi qui riportata ha riguardato solo una parte degli aspetti relativi alla riqualificazione, in quanto, considerando anche la necessità di rinnovamento di impianti di riscaldamento o per la climatizzazione invernale/estiva, i risultati potrebbero portare a differenze più marcate di quanto qui evidenziato; ad esempio, i contributi solari in regime estivo potrebbero determinare differenze ancor più marcate tra città della stessa zona climatica ma a differente latitudine.

Inoltre, dalle considerazioni esposte emerge che una strategia di riduzione dei consumi valida su base decennale/ventennale non può prescindere dalla variabilità nel tempo delle condizioni climatiche, sempre più marcata, come evidenziato dal calcolo del fabbisogno di energia in riferimento alla normativa attuale e a quella di prossima pubblicazione. n * Anna Magrini, Università degli Studi di Pavia – socio AiCARR Bassani Andrea, Ingegnere

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CASE STUDY Climatizzare nei climi estremi

Impiego di Pompe di Calore

Aria-Acqua in climi estremi: i nuovi impianti di risalita del Monte Bianco Il caso del nuovo impianto di risalita del Monte Bianco dimostra come le esigenze particolari di temperature d’acqua elevate (oltre i 60 °C) a temperature d’aria esterna estremamente basse (-30 °C) possano essere soddisfatte solo dalla nuova tecnologia del doppio ciclo in cascata con gas refrigeranti diversi in abbinamento alla tecnologia inverter di Costantino Florio e Giovanni Renna*

I

L NUOVO IMPIANTO di risalita del Monte Bianco include due stazioni ad alta quota, 2173 m e 3462 m, che necessitano di essere riscaldate, raffrescate e fornite di acqua calda sanitaria. Per rispondere a queste necessità si è scelto di utilizzare delle pompe di calore “multifunzione” che, però, non fossero caratterizzate dalle tre seguenti limitazioni caratteristiche delle pompe di calore tradizionali: • non possono produrre (o lo fanno con difficoltà) acqua calda oltre i 55 °C circa e non possono

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lavorare a valori di temperatura dell’aria esterna inferiori a circa -10 °C; • l’energia termica fornita e l’efficienza energetica diminuiscono all’aumentare della temperatura dell’acqua prodotta e al diminuire della temperatura dell’aria esterna; • la loro efficienza energetica è ottimizzata in una condizione nominale di progetto a pieno carico, quasi mai corrispondente alle reali condizioni di funzionamento.

Infatti, questa particolare applicazione prevede: • la produzione di acqua calda sanitaria a valori di temperatura superiori a 55 °C e con valori di temperatura dell’aria esterna compresi tra -10 °C e - 30 °C; • un carico termico crescente al diminuire della temperatura esterna; • condizioni di funzionamento molto

Y

LE STAZIONI AD ALTA QUOTA

La stazione Pavillon du Mont Fréty, a una altezza di circa 2173 metri, comprende zone commerciali, una sala di proiezioni, ristoranti, bar e un’area museale posta nella vecchia stazione, opportunamente ristrutturata. L’itinerario interno permette al pubblico di transitare al coperto tra un piano di imbarco e l’altro, in uno spazio servito da ascensori e spazi di accoglienza per la permanenza sul luogo anche in caso di avverse condizioni metereologiche e si collega anche alle terrazze esterne su entrambi i fronti nonché, a est, all’attuale rifugio del Pavillon. Nella stazione sono state installate quattro pompe calore multifunABBONATI PERdi LEGGERE zione DUO, con una potenza complessiva di circa 300 kW, per la produzione di acqua calda sanitaria fino a 60 °C e di acqua calda per il riscaldamento e raffrescamento con pannelli http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 radianti a pavimento e ventilconvettori.

La stazione a 3472 m, Punta Helbronner, ha una grande cupola panoramica rivolta sul Monte Bianco, un ristorante, un bar e zone di transito dei passeggeri. All’esterno, la nuova terrazza Figura a – Progetto architettonico della panoramica e il percorso di trasferimento, che dalla stazione italiana consente ai turisti di stazione Pavillon du Mont Fréty. Da [1] Figura b – Foto del cantiere della stazione Pavillon du Mont Fréty con le pompe di calore DUO installate al di sotto della terrazza (a sinistra). Dettaglio di una pompa di calore con sullo sfondo la vallata di Courmayeur (a destra)

Figura c – Progetto architettonico della stazione Punta Helbronner. Da [1] transitare fino a quella francese, si affacciano sul Dente del Gigante.

Nella stazione sono state installate due pompe di calore multifunzione DUO, con una potenza complessiva di circa 120 kW, per la produzione di acqua calda sanitaria fino a 60 °C e di acqua calda per il riscaldamento con pannelli radianti a pavimento e ventilconvettori.

Figura d – Foto del cantiere della stazione Punta Helbronner (a sinistra). Dettaglio delle pompe di calore DUO installate nella stazione all’interno di un locale tecnico (a destra) Figura e – Foto del cantiere della stazione Punta Helbronner in due fasi diverse dei lavori dalle quali è possibile constatare le avverse condizioni meteo. Da [1]

USE OF AIR-WATER HEAT PUMPS IN EXTREME WEATHER: THE NEW SKI LIFTS OF MONTE BIANCO

The use of heat pumps is limited only by the working conditions determined by the climate and system requirements. In particular, in extreme weather, the use of conventional heat pumps for heating and domestic hot water production cannot be applied. The need to increase the share of renewable energy used in the plants has led to an evolution in the way of designing thermal plant focusing minimize the energy losses, expanding the use of energy solar systems and heat pumps equipped with heat recovery system. In this technology context, take over the new lifts of Mont Blanc, designed to get as close as possible to the standard

of “Zero Energy Building”; in addition to need exalting energy efficiency is accompanied by the difficult of transporting gas to the high units, making heat pump the best choice for the generation of ‘thermal energy’. The use of innova tive technologies double cascade cycle has made possible the use of heat pumps for air conditioning and production of hot water for the intermediate station of Pavillon (2.173 m above sea level t design -20 ° C) and Helbronner (3.462 m above sea level tdesign -30° C). The plant requires the use of six heat pumps double cascade cycle with refrigerant R410a / R134a and two with R404a / R134a.

Keywords: heat pumps, energy efficiency, system design

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Figura 1 – Schema del ciclo inverso variabili a causa della flessibilità del numero di passeggeri presenti durante la giornata, della diversità dei locali da climatizzare, quali le aree di circolazione, il ristorante, gli uffici, e della elevata e repentina variabilità delle condizioni climatiche esterne.

Le pompe di calore DUO sono state individuate come le uniche capaci di operare in queABBONATI PER LEGGERE ste condizioni. http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1

LE POMPE DI CALORE A DOPPIO CICLO IN CASCATA

Le pompe di calore aria-acqua selezionate e installate nelle due stazioni ad alta quota dell’impianto di risalita sono 6 macchine che utilizzano l’avanzata tecnologia del doppio ciclo in cascata con gas refrigeranti diversi associata alla tecnologia inverter.

La tecnologia del doppio ciclo in cascata con gas refrigeranti diversi

In questa particolare applicazione, la necessità di dover produrre acqua calda a 60 °C, con possibilità di arrivare a 80 °C, anche in presenza di valori di temperatura dell’aria esterna di -30 °C, obbliga ad adottare una tecnologia avanzata, quale quella del doppio ciclo in cascata con gas refrigeranti diversi, R404a (o R410) e R134a, in modo da raggiungere pressioni e temperature non altrimenti raggiungibili da un solo ciclo. Inoltre, R404a (R410a) lavora meglio con basse temperature di evaporazione e R134a con alte temperature di condensazione, per cui con questa tecnologia si riesce anche a raggiungere prestazioni molto elevate.

Il ciclo, schematizzato in Figura 1, è rappresentato sul piano termodinamico p-h in Figura 2.

Un ciclo funzionante con un solo fluido refrigerante, nel caso di basse temperature di evaporazione (basse temperature esterne) ed elevate temperature di condensazione (elevate temperature di produzione dell’acqua) del fluido refrigerante, potrà garantire prestazioni ottimali in termini di bassa temperatura di condensazione se funziona con R404a (o R410) o migliori prestazioni per le elevate temperature di condensazione, se lavora con R134a.

Nel doppio ciclo, il ciclo di bassa pressione a R404a (o R410a) lavora con una temperatura di condensazione che sarà la più bassa possibile, in relazione alle caratteristiche del compressore utilizzato, mentre quello di alta pressione a R134a lavora con una temperatura di evaporazione la più alta possibile, determinata dalla temperatura di condensazione del ciclo di bassa, e con una temperatura di condensazione che determina quella di produzione dell’acqua calda. Inoltre, con R404a (o R410a) si hanno pressioni significative anche a bassissime temperature, il che permette una maggior accuratezza nella regolazione e R134a consente di lavorare con pressioni relativamente basse anche alle elevate temperature di

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Figura 2 – Rappresentazione semplificata del ciclo inverso sul piano p-h

Figura 3 – Rappresentazione semplificata del doppio ciclo inverso con due refrigeranti sul piano p-h nelle condizioni operative: Tw = 60 °C e Ta = -30 °C

Figura 4 – Rappresentazione semplificata del ciclo inverso sul piano p-h nelle condizioni operative: Tw = 60 °C e Ta = -30 °C. Sono riportate le soluzioni riferite a ciascuno dei tre gas refrigeranti considerati

Figura 5 – Rappresentazione sul piano T-s di un ciclo inverso a compressione di vapore. : temperatura ABBONATI PERToLEGGERE ambiente; Tu: temperatura http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 utile della refrigerazione; Tc: temperatura di condensazione; Te: temperatura di evaporazione

condensazione necessarie per la produzione di acqua calda fino a 80 °C. Il tutto rimanendo nei limiti funzionali dei compressori, laddove, nel caso di un solo fluido refrigerante, si avrebbero pressioni e rapporti di compressione estremamente elevati e non vantaggiosi per la pompa di calore.

Per un utile confronto tra il ciclo con due refrigeranti e quello con un solo refrigerante, nelle figure 3 e 4 sono riportate le rappresentazioni dei due casi su un piano p-h.

La soluzione tecnologica del doppio ciclo consente anche di raggiungere elevate efficienze, migliori rispetto a quelle raggiungibili da un singolo ciclo in condizioni di temperatura dell’acqua e dell’aria “estreme”, come dimostrabile da una analisi energetica.

Analisi energetica

L’exergia rappresenta la massima quantità di energia convertibile in lavoro meccanico, o di minimo lavoro richiesto per determinate trasformazioni e indica la massima quantità di lavoro meccanico che è possibile ricavare dall’unità di massa di una certa sostanza e che dipende, oltre Figura 6 – che dallo stato della sostanza stessa, dalle conEsempio degli dizioni ambiente, intendendosi con il termine andamenti dei ambiente quel sistema immutabile in grado di rendimenti volumetrico e fornire o assorbire qualunque quantità di enerisoentropico gia termica (Cavallini e Mattarolo, 1992). dei compressori In un ciclo inverso a compressione di vapore, rotativi in la potenza meccanica spesa è uguale al flusso funzione del utile di exergia ceduto dall’evaporatore all’amrapporto di biente freddo, maggiorato della somma dei flussi compressione di exergia persi nelle singole trasformazioni che compongono il ciclo. Il rendimento exergetico è il rapporto tra l’exergia utile ceduta all’ambiente freddo e l’exergia spesa come lavoro di compressione e rappresenta il rapporto tra il lavoro del ciclo ideale e quello del ciclo reale che danno lo stesso effetto frigorifero.

In Figura 5 è riportata la rappresentazione qualitativa su un piano T-s delle trasformazioni di un ciclo inverso, in cui sono state evidenziate le perFigura 7 – Confronto tra la soluzione a singolo ciclo e quella a doppio ciclo nel caso di produzione di acqua a 45 °C per temperature dell’aria esterna pari a 0 °C. dite exergetiche, che sono interindipendenti tra In basso il confronto tra i rendimenti volumetrici e isoentropici delle due soluzioni loro: un decadimento del rendimento isoentropico del compressore aumenta le perdite nella compressione e comporta un aumento della perdita al condensatore, così come un aumento della temperatura di condensazione o un abbassamento della temperatura di evaporazione comportano un aumento delle perdite exergetiche al compressore e alla laminazione.

Per valutare gli interventi possibili da attuare al fine di migliorare le prestazioni del ciclo è necessario classificare le perdite in base alla loro origine.

Nel caso del semplice ciclo inverso a compressione di vapore è possibile individuare due tipi di perdite: quelle dovute alle caratteristiche e alla qualità dei componenti utilizzati nel ciclo, cui appartengono le perdite al compressore e quelle agli scambiatori, e le perdite intrinseche del ciclo

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Figura 8 – Rappresentazione semplificata sul piano p-h del doppio ciclo con tecnologia inverter in presenza di variazioni della temperatura esterna termodinamico, essenzialmente quelle nella laminazione. Per avere buone efficienze è necessario in generale utilizzare componenti di elevata qualità, ma ci sono limiti tecnologici, dimensionali e di costo che spesso limitano gli interventi realizzabili.

Nel caso dei cicli a cascata, è fondamentale scegliere con attenzione il numero di stadi, i refriABBONATI PER LEGGERE geranti da utilizzare nei singoli stadi e i livelli di pressione intermedi e valutare attentamente i http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 rendimenti della compressione, in quanto i vantaggi del doppio ciclo in cascata derivano anche dai minori rapporti di compressione che interessano i compressori.

I compressori volumetrici rotativi sono ottimizzati per un determinato rapporto di compresFigura 9 – Rappresentazione semplificata sul piano sione e anche piccoli scostamenti dal suo valore p-h del doppio ciclo senza tecnologia inverter in presenza di variazioni della temperatura esterna ottimale portano a un sensibile decadimento del rendimento isoentropico e di quello volumetrico, come mostrato in Figura 6. Inoltre, non si possono trascurare i benefici che rapporti di compressione più bassi hanno sull’affidabilità dei componenti e, in particolar modo, sulla vita utile dei compressori.

In Figura 7 è riportato il confronto tra i rapporti di compressione relativi a una macchina tradizionale e a una a doppio ciclo per una condizione di funzionamento frequente nella stazione intermedia di Pavillon.

La tecnologia inverter

Una delle sfide cui rispondere è la necessità di dover garantire potenze termiche pressoché costanti in presenza di valori di temperatura dell’aria esterna molto ampi e soggetti a repentine variazioni.

La risposta è stata appunto la pompa di calore a doppio ciclo con utilizzo della tecnologia inverter nel ciclo a bassa temperatura, che consente di compensare tempestivamente qualsiasi variazione della temperatura dell’aria preservando il ciclo a R134a e mantenendo quindi pressoché costante la temperatura di evaporazione del ciclo di alta temperatura. Gli effetti sul doppio ciclo dell’utilizzo della tecnologia inverter sono mostrati nelle Figure 8 e 9, relative rispettivamente alla situazione con e senza inverter.

La tecnologia inverter consente anche di migliorare la vita utile dei compressori, in quanto consente di minimizzare gli spegnimenti e le accensioni, dal momento che il compressore inverter modula la sua velocità evitando continui spegnimenti e ripartenze. Inoltre, aumenta l’efficienza, specialmente se si ragiona in termini di SCOP (Seasonal Coefficient of Performance) calcolato secondo lo standard UNI EN 14825 (UNI, 2013),, come mostrato in Figura 10.

Risultati sperimentali

Tutte le pompe di calore installate nelle stazioni di Pavillon e Punta Helbronner sono collegate a un sistema informatico di monitoraggio

36

#34

Figura 10 – Confronto dei valori di SCOP della macchina a doppio ciclo con inverter e delle tradizionali pompe di calore a singolo ciclo senza inverter nella produzione di acqua a 55 °C

Figura 11 – Andamento della temperatura dell’aria esterna in corrispondenza di una pompa di calore installata nella stazione di Punta Helbronner

Figura 12 – Andamento della temperatura dell’acqua calda prodotta da una pompa di calore installata nella stazione di Punta Helbronner. Sono evidenziati i punti in cui la macchina si spegne per raggiungimento della temperatura di set-point sulla temperatura dell’acqua in ingresso e i punti in cui la macchina sbrina

Figura 13 – Andamento della potenza termica fornita da una pompa di calore installata nella stazione di Punta Helbronner.

La potenza termica rappresentata non è stata misurata direttamente, per indisponibilità del valore di portata, ma è stata calcolata stimando il valore di portata elaborata dalla pompa inverter montata a bordo della macchina

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remoto, che consente di osservare il comportamento delle macchine e registrare i loro parametri fondamentali di funzionamento, alcuni dei quali sono riportati nelle Figure da 11 a 13. Come è possibile notare, la potenza termica fornita e la temperatura dell’acqua prodotta risultano pressoché costanti al variare della temperatura dell’aria esterna e il numero e la durata degli sbrinamenti effettuati sono molto ridotti grazie all’implementazione di un elaborato algoritmo all’interno del controllo della macchina, con i vantaggi che ne conseguono. I dati nelle Figure sono riferiti a misure effettuate a Febbraio 2015.

il freddo che produce caldo iSeries è un sistema di climatizzazione multifunzione che, grazie all’innovativa tecnologia del recupero di calore, riscalda l’acqua in modo gratuito durante il ciclo di raffrescamento, senza incidere sui consumi di energia elettrica

* Costantino Florio e GIovanni Renna, Thermocold Costruzioni srl – socio AiCARR

BIBLIOGRAFIA

· Cavallini A., Mattarolo L. 1992.

Termodinamica applicata. Padova: Cleup editore. · UNI. 2013. Condizionatori d’aria, refrigeratori di liquido e pompe di calore, con compressore elettrico, per il riscaldamento e il raffrescamento degli ambienti.

Metodi di prova e valutazione a carico parziale e calcolo del rendimento stagionale. Norma UNI EN 14825. Milano: Ente Italiano di Normazione Note [1] www.cordeemontblanc.eu

www.argoclima.com

Generatori portatili

Generatori di corrente portatili, quali i rischi per la salute?

Le emissioni di monossido di carbonio (CO) prodotte dai generatori portatili di corrente alimentati a benzina possono causare gravi danni alla salute. Per stimarne l’incidenza è necessario valutare i tassi emissivi e i livelli espositivi di Steven J. Emmerich, Andrew K. Persily e Liangzhu (Leon) Wang*

C’

È UNA DIFFUSA PREOCCUPAZIONE per i pericoli

derivanti da un’esposizione accidentale a monossido di carbonio da parte di abitanti di zone residenziali dovuta all’utilizzo di generatori (di corrente) portatili funzionanti a benzina, pericoli che possono portare alla morte o avere serie conseguenze sulla salute. Il data-base di US Consumer Product Safety Commission (CPSC), la commissione dei consumatori USA per la sicurezza dei prodotti, alla data del 23 aprile 2013, contiene

38

#34

registrazioni per il periodo 1999-2012 di almeno 800 decessi (avvenuti nel corso di 579 incidenti) per avvelenamento da CO causati dall’uso di generatori da parte del pubblico [1]. Il diagramma della Figura 1 riporta l’andamento annuale. (In Italia non ci sono dati ufficiali, ma in totale le vittime da avvelenamento da CO si contano in diverse centinaia l’anno, gli intossicati ricoverati in ospedale sono diverse migliaia. Anche recentemente la cronaca ha riportato un caso mortale NdT).

In genere, queste morti avvengono quando il consumatore usa il generatore in uno spazio totalmente o parzialmente chiuso o, meno frequentemente, situato all’aperto ma vicino a una finestra socchiusa o una presa d’aria. Naturalmente una limitazione nell’uso di questi generatori all’interno di abitazioni o vicino a esse ridurrebbe di molto i pericoli

Misura delle emissioni di CO da generatori portatili

ABBONATI PER LEGGERE http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1

Foto 1 – Generatore in una stazione di prova

Numero dei decessi da CO dovuti a generatori, non in corso di incendio

120

Figura 1 – Aumento dal 1999 della mortalità dovuta ad avvelenamento da CO per l’uso di generatori

103

100

95

93

80 60 40 20 6 0 1999

57

48

71

66

47

21 23

2001

91

2003

45

2005

2007

2009

34 2011

Le registrazioni per gli anni 2011 e 2012 sono ritenute incomplete e soggette a cambiamento in rapporti futuri.

Le registrazioni per gli anni 1999-2010 sono considerate sufficientemente complete, ma possono subire cambiamenti relativamente modesti in futuri rapporti. dell’esposizione a CO, ma non si può realisticamente pensare di evitare o eliminare completamente questo uso pericoloso.

Un sistema efficace per ridurre i pericoli delle esposizioni è quello di ridurre la quantità di CO emesso da queste apparecchiature. Quanto elevata dovrebbe essere però questa riduzione per raggiungere uno

specifico livello dipende dalla complessa relazione esistente tra le emissioni di CO dei generatori e l’effettiva esposizione a esse da parte del consumatore. Sono state condotte per molti anni diverse ricerche sia sperimentali sia attraverso simulazioni per capire meglio le emissioni di CO da parte di generatori portatili, valutare le possibilità di riduzione offerte dall’apparecchio e quindi l’impatto che eventuali riduzioni avrebbero sull’esposizione dei consumatori o del pubblico [2,3].

CO AND PORTABLE GENERATORS

Concerns exist about the hazard of acute residential carbon monoxide (CO) exposures from portable gasoline-powered generators, which can result in death or serious adverse health effects. As of April 23, 2013, the U.S. Consumer Product Safety Commission (CPSC) databases contain records of at least 800 deaths (involving 597 incidents) from CO poisoning caused by consumer use of a generator in the period of 1999 through 2012. Typically, these deaths occur when consumers use a generator in an enclosed or partially enclosed space or, less often, outdoors near a partially open door, window or vent. While avoiding the operation of such generators in or near a home would reduce indoor CO exposures significantly, it may not be realistic to expect such usage to be eliminated completely.

Keywords: portable gasoline-powered generators, carbon monoxide (CO)

Si è proceduto a esperimenti per meglio conoscere la percentuale di emissioni di CO sia da pare di generatori così com’erano disponibili sul mercato sia da parte di prototipi modificati per ottenere emissioni ridotte. Gli esperimenti sono stati condotti sia in una stazione di prova consistente in un locale singolo sia in un’abitazione di tre stanze da letto con annesso garage. Questo articolo descrive le misure effettuate nella stazione di prova; quelle relative all’uso di un generatore portatile funzionante nel garage annesso all’abitazione sono invece riportate da Emmerich et al. (2013). Come descritto nel rapporto di questi autori, precedenti misurazioni erano state condotte all’aria aperta o in camere ad alto livello di ventilazione, ma i risultati più significativi furono ottenuti con prove compiute successivamente in spazi chiusi in condizioni di ventilazione più realistiche nelle quali i livelli di O2 decrescono ovviamente con il funzionamento del generatore.

I nostri esperimenti eseguiti nella stazione di prova avevano lo scopo di misurare la percentuale di emissioni di CO e quelle del consumo di O2; il locale di prova è un ambiente di 43 m3 a parete singola di legno, non isolata. La Foto 1 mostra un generatore installato nella stazione con un banco di carico usato per simulare un carico elettrico sul generatore. La stazione reca due finestre manovrabili e un esaustore per variare i ricambi/ora d’aria durante la prova da 0,5 a 10.

Le prove sono state condotte su tre generatori differenti con diversi adattamenti.

Due erano generatori “da stock” non modificati (cioè nelle originali condizioni di vendita). Il primo generatore aveva una potenza nominale a pieno carico di 5,5 kW con un motore a benzina monocilindrico carburato di 10 HP, senza alcun sistema di controllo delle emissioni di CO. Il secondo era dotato di un motore monocilindrico a benzina carburato da 11 HP con una potenza nominale a pieno carico di 5,0 kW. Questo secondo generatore venne provato sia nelle condizioni “di stock” non modificato sia come prototipo a basse emissioni di CO. Le modifiche consistevano in un sistema di controllo del motore (EMS) con sensori e attuatori sull’iniezione elettronica del carburante (che sostituiva il carburatore) e una marmitta con un piccolo convertitore catalitico.

Il terzo generatore era simile al secondo, ma con una potenza nominale di 7 kW e un diverso tipo di EMS. La Figura 2 mostra le concentrazioni di CO e O2 per due esperimenti relativi al primo generatore non modificato (cfr. Emmerich et al. [2] per la spiegazione delle condizioni di prova). A titolo di riferimento sulla pericolosità del livello di concentrazione, una concentrazione di 1 200 ppmv, equivalente a 1 400 mg/m3 della Fig. 2, è considerata immediatamente pericolosa per la vita

#34

39

35,000

21

Rateo di produzione di CO (g/h)

40

#34

O2 (%)

CO (mg/m3)

o la salute (http://tinyurl.com/22drnn). Per que20.5 30,000 sto generatore non modificato, in entrambe le 20 prove l’andamento delle concentrazioni di CO è 25,000 19.5 quasi l’inverso dei livelli di O2. Il livello di CO è Generatore On (Test 1) Generatore Off (Test 1) 19 basso all’inizio della messa in marcia del genera20,000 tore e aumenta costantemente a mano a mano 18.5 Generatore On (Test 13) Zero carico in uscita (Test 13) che scende il livello di O2. Con un ulteriore abbasABBONATI15,000 PER LEGGERE 18 samento di O2, che causa una miscela più ricca al 17.5 10,000 motore, la produzione di CO raggiunge il livello http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 17 massimo. La prova 13 mostra il caso estremo in cui 5,000 16.5 il generatore alla fine produce un carico elettrico 16 nullo quando O2 scende a circa il 16% nonostante 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 il dispositivo fosse stato messo al pieno carico e Minuti l’albero fosse ancora in rotazione.

Per estendere questi risultati (concentrazione CO (Test 1) CO (Test 13) O2 (Test 1) O2 (Test 13) di CO e percentuale di O2) ad altre condizioni oltre a quelle di queste prove particolari è necessaFigura 2 – Concentrazioni di CO e O2 misurate nelle prove 1 e 13 rio convertirli in emissione di CO e tasso di consumo di O2. La Figura 3 mostra il tasso medio in 5 minuti di emissione di CO in funzione dei livelli Figura 3 – Tassi medi di emissione di CO in 5 minuti a differenti livelli di O2 di O2 relativi alla prova 13 per il primo generatore 4,500 non modificato. Sia fissando il funzionamento a pieno carico che a metà carico, i tassi di emis4,000 sione di CO aumentano con il diminuire di O2, 3,500 raggiungendo il loro massimo valore quando O2 3,000 scende a circa il 17-18% per poi precipitare per livelli più bassi di O2. Nel caso estremo della prova 2,500 13 (5 kW-CW-LA) il tasso di CO diminuisce molto 2,000 notevolmente quando il livello di O2 raggiunge 1,500 circa il 16,4% con carico elettrico in uscita pari a 1,000 zero. I punti pieni della Figura 3 rappresentano i dati relativi al set-point di metà carico (2,5 kW) e 500 quelli vuoti si riferiscono al pieno carico (5 kW).

0 Il secondo generatore fu provato sia nella ver16 16.5 17 17.5 18 18.5 19 19.5 20 20.5 21 sione non modificata che in quella modificata Livelli di O2 (%) (bassa emissione di CO). La Figura 4 presenta i tassi di emissione di CO in funzione dei livelli di O2 per 2.5 kW-OW-1 2.5 kW-OW-2 2.5 kW-CW-1 2.5 kW-CW-2 2.5 kW-CW-3 il generatore non modificato, mentre la Figura 5 2.5 kW-CW-S1 5.0 kW-CW-1 5.0 kW-CW-2 5.0 kW-OW-1 5.0 kW-OW-2 mostra i risultati relativi alla versione modificata.

5.0kW-CW-S1 5.0 kW-CW-S2 5.0 kW-CW-LA Sebbene il generatore modificato non sia stato provato tante volte quanto la versione non modificata, le cifre mostrano la rilevante riduzione dei tassi di emissione di CO in conseguenza delle modifiche apportate sul prototipo. La maggior atmosferiche. Al fine di analizzare i possibili limiti funzione del tempo durante le 24 parte dei tassi di emissione della versione modidi salvaguardia delle emissioni è stato condotto ore di durata dell’analisi. Per conficata è ben al di sotto di 500 g/h. uno studio simulato al computer per valutare le frontare i risultati ottenuti nei diversi esposizioni a CO all’interno delle abitazioni come casi, si usarono le concentrazioni funzione del posizionamento del generatore e del di ciascuna simulazione per calcoSimulazioni dell’esposizione a CO tasso di emissione. Le simulazioni furono effettuate lare i valori di carbossiemoglobina nell’uso di generatori portatili utilizzando un sistema di distribuzione dell’aria (COHb) di ciascun occupante esposto Per approfondire le problematiche dell’espomulti-zone e il modello di trasporto del contain ogni camera occupata. La COHb sizione al CO connesse con l’uso dei generatori minante CONTAM [4] applicati a 87 case monosi forma nei globuli rossi del sangue portatili e nello stesso tempo appoggiare evenfamiliari tra loro separate, che rappresentavano quando vengono a contatto con il tuali strategie di controllo del fenomeno, è necesil modello delle abitazioni USA. In queste case, CO impedendo la capacità dell’esaria una migliore comprensione della relazione furono calcolate le concentrazioni interne di CO moglobina di portare ossigeno al che intercorre tra il tasso di emissione di CO e corrispondenti a una serie di posizionamenti del corpo. Venne utilizzato il massimo l’esposizione a esso degli occupanti. Detta relageneratore. Maggiori dettagli di queste simulazioni valore di COHb tra le camere occuzione comprende l’interazione della posizione e sono contenuti nella memoria di Persily et al. [3] pate come valore di paragone di CO il funzionamento del generatore con le caratteriQueste simulazioni produssero le concentraper le diverse combinazioni di case, stiche dell’abitazione, la posizione e l’attività che zioni di CO nelle camere di ciascuna casa come sorgente e condizioni atmosferiche. in essa hanno gli occupanti nonché le condizioni

A titolo di riferimento, livelli di COHb del 70% portano a un esito letale in meno di 3 minuti, livelli del 50% procurano mal di testa, intontimento e nausea in 5-10 minuti seguiti da morte nel giro di 30 minuti, livelli del 30% causano intontimento, nausea e convulsioni in 45 minuti con insensibilità nel giro di 2 ore e livelli del

20% producono leggero mal di testa in 2-3 ore e perdita della capacità di giudizio. [4] I risultati delle simulazioni costituiscono un grande ammontare di dati che può essere interpretato con vari criteri utilizzando la percentuale dei casi simulati che corrispondono a uno specifico valore posto come obiettivo per la COHb massima.

La determinazione di questi criteri andava ABBONATI PER LEGGERE comunque oltre lo scopo di questo progetto, ma

Tassi di emissione di CO (g/h)

http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1

4,000 3,500 3,000 2,500 2,000 1,500 1,000 500 0 16

17 Fermo (CO) 4.0 kW (CO) 3.0 kW (CO) Fermo-2 (CO) 0.5 kW-3 (CO) 0.5 kW-4 (CO) 4.5 kW-5 (CO)

18

19 Livelli di O2 (%)

0.5 kW (CO) 5.5 kW (CO) 5.5-2 NOVA2 kW (CO) 4.5 kW-2 (CO) 3.0 kW-3 (CO) 1.5 kW-4 (CO) 5.5 kW-4b (CO)

20

1.5 kW (CO) 5.5 kW-2 (CO) 1.5 kW-2 (CO) 3.0 kW-2 (CO) 5.5 kW-4 (CO) 3.0 kW-4 (CO) 5.5 kW-5 (CO)

21

2.5 kW (CO) 4.5 kW (CO) 0.5 kW-2 (CO) 5.5 kW-4 (CO) Fermo-4 (CO) 3.0 kW-4 (CO) 5.5 kW-6 (CO)

* Steven J. Emmerich, socio Ashrae Andrew K. Persily, fellow Ashrae Liangzhu (Leon) Wang, PhD, socio Ashrae

Figura 4 – Tassi di emissione di CO a differenti livelli di O2 per il generatore X non modificato

Figura 5 – Tassi di emissione di CO a differenti livelli di O2 per il generatore X modificato

Questo articolo è pubblicato per gentile concessione di ASHRAE, American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers, che ne detiene il copyright, ed è apparso sul numero di Settembre 2014 di ASHRAE JOURNAL. La traduzione, di cui Ashrae non è responsabile, è stata curata da Carmine Casale.

Tassi di emissione di CO (g/h)

2,500 2,000 1,500

BIBLIOGRAFIA

1,000 500 0

a titolo di confronto segnaliamo che la massima forza della sorgente venne stimata quella per la quale l’80% dei casi simulati erano al disotto del 30% della COHb massima, per ciascuna posizione della sorgente esaminata.

I valori stimati dell’80% dei casi in cui maxCOHb è inferiore al 30% sono usati solo a fini illustrativi e non sono presentati come limiti di sicurezza della vita per appoggiare decisioni di politica o di regolamentazione. Considerando tutti i risultati ottenuti a sorgente costante, la massima forza della sorgente corrispondente all’80% dei casi che hanno un valore di maxCOBh sotto il 30%, è 27 g/h. Da notare che i tassi di emissione misurati nei generatori non modificati tendevano a essere molto al disopra di questo valore mentre entravano in questo campo di valori quelli modificati. Quindi, le tecnologie utilizzate per la riduzione di CO e introdotte in questi test possono considerarsi una effettiva promessa per la riduzione del rischio di morte o di gravi danni causati dall’uso inappropriato di generatori.

Nel 2006, CPCS, che ha finanziato la ricerca, ha emanato una “Notifica preliminare di proposta per la preparazione di regolamento: Richiesta di commenti e informazioni” descrivendo questa strategia per ridurre i tassi di emissione di CO nei generatori. Inoltre, la Underwriters Laboratories ha formato un gruppo di lavoro per sviluppare una proposta specifica di regole per i generatori portatili che corrisponda allo scopo di UL 2201, “Gruppi Generatori a Motore Portatili”, per ridurre il rischio di morte per avvelenamento da CO. n

16

17

Fermo – GenXmod(CO) 3.0kW – GenXmod(CO)

18 19 Livelli di O2 (%) 0.5kW – GenXmod(CO) 4.5kW(CO)

20

21

1.5kW – GenXmod(CO) 5.5kW – GenXmod(CO)

1. Hnatov M.V. 2013. “Incidents, Deaths, and In-Depth Investigations Associated with Non-Fire Carbon Monoxide from Engine-Driven Generators and Other Engine-Driven Tools, 1999-2012.” U.S. Consumer Product Safety Commission.

2 Emmerich S.J., Persily A.K., and Wang L. 2013. “Modeling and Measuring the Effects of Portable Gasoline Powered Generator Exhaust on Indoor Carbon Monoxide Level.” NIST Technical Note 1781. National Institute of Standards and Technology.

3. Persily, A.K., Wang, Y., Polidoro, B. and Emmerich, S.J. 2013. “Residential Carbon Monoxide Exposure due to Indoor Generator Operation: Effects of Source Location and Emission Rate.” NIST Technical Note 1782. National Institute of Standards and Technology.

4. Goldstein, M. 2008. “Carbon monoxide poisoning.” Journal of Emergency Nursing. 34(6):538–542.

5. Walton, G.N., W.S. Dols. 2005. “CONTAMW 2.4 User Guide and Program Documentation.” NISTIR 7251, National Institute of Standards and Technology.

#34

41

Qualità dell’ambiente interno

Garantire la qualità ambientale indoor: dal progetto al collaudo L’approccio probabilistico assunto dai progettisti dovrebbe essere esteso anche alla verifica delle condizioni ambientali. Nella valutazione del sistema-edificio dovrebbe essere considerata la variabilità temporale, oltre che spaziale, dei valori dei parametri ambientali che influenzano il comfort nel corso di significativi periodi di tempo di Francesca Romana d’Ambrosio Alfano e Marco Filippi*

L

A PROGETTAZIONE DI EDIFICI destinati a residenze

o a terziario è sempre più incentrata su due obiettivi apparentemente in contrasto: l’efficienza energetica e la qualità dell’ambiente interno, la cosiddetta IEQ, per il cui conseguimento è indispensabile consumare energia, se non altro per riscaldare, raffrescare, ventilare e illuminare gli ambienti. Il livello di IEQ è determinato dalla coesistenza di condizioni di comfort termico, acustico e visivo e di buona qualità dell’aria.

42

#34

I requisiti ambientali Per quanto riguarda gli aspetti teorico-pratici della qualità dell’ambiente interno, nella collana AiCARR sono stati pubblicati sia un volume sull’argomento (d’Ambrosio Alfano e Piterà, 2014), sia la traduzione di una Guida REHVA sulla qualità climatica degli ambienti confinati, che riguarda in particolare il comfort termico e quello acustico (Corgnati e Gameiro daSilva, 2011).

L’importanza della IEQ nella progettazione edilizia e impiantistica e in particolare nella valutazione

del risparmio energetico in edilizia è sancita dalla norma UNI EN 15251 (UNI, 2008), che riporta i valori degli indici e degli indicatori da utilizzare per realizzare edifici che coniughino gli aspetti energetici con quelli del comfort e che è attualmente in fase di revisione per essere pubblicata entro fine 2016 come UNI EN 16798-1 e -2.

In particolare, la norma richiama, laddove possibile, le norme già

esistenti nei diversi settori di inteclimatizzazione. resse, ad esempio la UNI EN ISO 7730 Un altro aspetto fondamentale della norma (UNI, 2006) per il comfort termico, è dato dalla classificazione degli ambienti in fune propone una strategia di valutazione della loro qualità, definita in riferimento ai zione della IEQ. Uno degli aspetti livelli di aspettativa degli utenti, mostrati in Tabella fondamentali da sottolineare è che 1. In Tabella 2 è riportato un esempio di classificala UNI EN 15251, nella sua versione zione riferito al comfort termico. attuale e nella sua revisione, conI diversi aspetti IEQ non sono sempre ABBONATI PERdella LEGGERE siderano come grandezza fondatutti di interesse dello stesso settore professiomentale la temperatura operativa nale, si pensi ad esempio al fatto che il comfort http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 e non più la temperatura dell’aria, visivo non è importante nella progettazione degli così come tradizionalmente veniva e impianti di climatizzazione o che il comfort terforse viene fatto (d’Ambrosio Alfano mico e acustico non rivestono alcuna importanza et al., 2014), e che questo approccio per i progettisti di impianti di illuminazione. Non è stato ripreso dalla revisione della sempre è possibile raggiungere gli stessi livelli di norma UNI 10339, che sarà anch’essa qualità per ciascun tipo di comfort, anche perché pubblicata nei prossimi mesi e che talune strategie valide per soddisfare un aspetto considera proprio il soddisfacimento del comfort confliggono con altre valide per soddelle condizioni di IEQ alla base del disfare un altro aspetto: ad esempio un elevato progetto dell’impianto aeraulico di livello di illuminazione naturale, utile per avere

Tabella 1 – Definizione delle classi secondo l’aspettativa degli utenti Classe

Descrizione

I

Elevato livello di aspettativa. Raccomandato per ambienti occupati da persone particolarmente sensibili e fragili e con necessità particolari, quali diversamente abili, ammalati, bambini molto piccoli e anziani

II

Livello normale di aspettativa. Raccomandato per nuovi edifici o ristrutturazioni

III

Livello di aspettativa accettabile, normale. Raccomandato per edifici esistenti

IV

Valori al di fuori dei criteri stabiliti per la categorie definite sopra. Nel corso dell’anno, questa categoria può essere ritenuta accettabile solo per periodi di tempo limitati

Tabella 2 – Criterio di classificazione del comfort termico sulla base del valore raccomandato di temperatura operativa da usare nel progetto degli impianti HVAC per alcune destinazioni d’uso. Da (UNI, 2008) Destinazione d’uso

Classe

Minimo valore della temperatura operativa nella stagione invernale (Icl.dyn = 1,0 clo) [°C]

Residenziale (p.e. soggiorno, camere da letto, cucina) Attività sedentaria - 1,2 met

I

21,0

25,5

II

20,0

26,0

III

18,0

27,0

I

18,0

-

II

16,0

-

III

14,0

-

Residenziale (altri ambienti, quali ingressi) Attività in piedi/ camminando - 1,6 met

THE INDOOR ENVIRONMENTAL QUALITY: FROM DESIGN TO COMMISSIONING

Massimo valore della temperatura operativa nella stagione estiva (Icl.dyn = 0,5 clo) [°C]

The Indoor Environmental Quality is one of the designers goals in residential and non-residential buildings.

Unfortunately, the IEQ is often overlooked.

In this article a brief summary of the environmental requirements for obtaining IEQ conditions and a new design and commissioning approach are presented.

Keywords: Indoor Environmental Quality, design, commissioning

buone condizioni di comfort visivo associate a un contenuto consumo di energia per illuminazione artificiale, è foriero di un elevato irraggiamento solare, critico ai fini del contenimento dei consumi energetici per raffrescamento, mentre un elevato tasso di ventilazione naturale, utile per avere buone condizioni di qualità dell’aria associate a un contenuto consumo di energia per ventilazione artificiale, è foriero di problematiche acustiche.

Sarà compito del team di progettazione, in cui devono essere presenti competenze edilizie e impiantistiche, trovare, in accordo con il committente, il miglior compromesso fra i livelli di qualità ambientale attesi per ogni singola tipologia di comfort e quindi progettare l’involucro edilizio e gli impianti in modo da ottenere un valore accettabile di comfort globale.

La verifica della qualità ambientale in sede di progetto Uno strumento di progetto oggi sempre più utilizzato è la simulazione energetica dinamica, che consente di valutare i consumi energetici degli edifici lungo tutto il corso dell’anno.

La gran parte dei progettisti che utilizzano tale strumento pone attenzione solamente ai valori dei consumi energetici, su base stagionale o annua, considerando immutabili i valori delle grandezze ambientali, cioè quelli corrispondenti ai set point prefissati come dati di input del software. Invero i valori di tali grandezze sono tutt’altro che immutabili nel tempo in quanto, così come accade nella realtà, pendolano fra valori massimi e minimi intorno ai valori di set point e, in talune condizioni, escono dall’intervallo di accettabilità.

Fattori quali il clima esterno, le condizioni di cielo, l’esposizione degli ambienti, le dinamiche che caratterizzano l’involucro edilizio e, non ultimo, i comportamenti dell’utente incidono sulle condizioni interne di un ambiente, generando fluttuazioni delle grandezze nel tempo che influiscono sulla percezione di comfort all’interno degli ambienti. Con gli strumenti di simulazione oggi disponibili è possibile prevedere e verificare gli esiti sul comfort di tali fluttuazioni e di conseguenza orientare le scelte progettuali.

Ciò nonostante, è assai raro trovare fra i documenti progettuali prodotti dai progettisti analisi di comfort a scala spaziale o temporale.

Un esempio di analisi a scala spaziale del comfort termico è quello illustrato in Figura 1, riferentesi al piano tipo di un edificio a torre con cavedio centrale di ampie dimensioni, destinato a uffici open space: il tracciamento delle curve iso-PMV, influenzato dalle caratteristiche di isolamento termico dell’involucro edilizio opaco e vetrato, consente di individuare all’interno dell’ambiente climatizzato le zone in comfort e quelle in discomfort; mentre l’analisi della differenza di temperatura piana radiante consente di individuare sulla stessa

#34

43

planimetria zone caratterizzate da discomfort locale per eccessivo valore di tale differenza. La consapevolezza dell’esistenza di aree in discomfort può guidare il progettista a modificare o a differenziare le tecnologie di involucro edilizio o, quantomeno, a intervenire sul layout dello spazio per evitare di avere posizioni di lavoro in aree non confortevoli.

ABBONATI PER LEGGERE Analoghe considerazioni possono essere fatte osservando gli output di un software illuminohttp://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 tecnico, dove le analisi a scala spaziale sono diffuse nella gran parte dei progetti che devono soddisfare determinati requisiti, mentre quelle a scala temporale, che riguardano in particolare la tematica dell’illuminazione naturale, sono assai rare. A titolo di esempio, in Figura 2 è illustrata la distribuzione spaziale dei valori di continuos daylighting autonomy (il numero di ore in cui si verificano valori di illuminamento per luce naturale Figura 1 – Esempio di analisi a scala spaziale del comfort termico superiori a un determinato valore di riferimento) per un’aula scolastica dotata di una finestratura Figura 2 – Esempio di analisi a scala temporale continua su un lato. dell’illuminazione naturale di un ambiente Stimolati dalla necessità di applicazione delle normative cogenti e volontarie e grazie all’impiego dei software di simulazione dinamica, i progettisti di impianti di climatizzazione e di illuminazione hanno acquisito negli ultimi anni la capacità di distinguere fra il comportamento del sistema edificio-impianti in condizione di progetto, correlato al calcolo di potenza e al dimensionamento dei componenti, e quello in condizioni di funzionamento, correlato al calcolo dei consumi energetici. In altre parole, i progettisti hanno cominciato ad associare a un approccio al progetto di tipo deterministico, finalizzato alla garanzia delle condizioni di progetto e al dimensionamento dei diversi componenti, un approccio di tipo probabilistico, che li porta a valutare criticamente i fattori che non chiara. Considerato che la norma è in reviquello di verificare se l’opera è reainfluenzano i comportamenti reali del sistema sione, sarebbe opportuno che la sua nuova verlizzata in conformità ai requisiti di (Pellegrino et al., 2015). sione riportasse più chiaramente questi concetti progetto, dare un giudizio circa l’acÈ auspicabile che questo approccio probabiin una Appendice normativa. cettabilità dell’opera e individuare le listico venga esteso anche alla verifica delle concause di scostamento dagli intervalli dizioni ambientali e che si consideri la variabilità di accettabilità e i possibili rimedi La verifica della qualità temporale, oltre che spaziale, dei valori dei para(Filippi e Sirombo, 2014). Ed è quedell’ambiente costruito metri ambientali che influenzano il comfort nel sto un compito davvero difficile.

Il livello di qualità ambientale che caratterizcorso di significativi periodi di tempo. Questa è La misura della qualità ambientale zerà l’ambiente confinato non dipende soltanto la nuova, importante sfida che attende la norin opera è una pratica irrinunciabile dalla metodologia progettuale adottata, ma anche mativa di settore. per garantire che si siano soddisfatti dal processo di costruzione, vuoi perché i comAd esempio, per quanto riguarda in particolare i requisiti (Sirombo e Filippi, 2014), ponenti edilizi e impiantistici installati non seml’ambiente termoigrometrico, dove la stabilità dei in quanto una corretta misura conpre hanno le prestazioni corrispondenti a quelle valori di temperatura e umidità relativa dell’aria è sente di acquisire dei dati senza i previste (peraltro non sempre sono presenti nella uno specifico compito dell’impianto di climatizzaquali non è possibile esprimere funzione di direzione dei lavori competenze in zione, la variabilità dei valori reali intorno ai valori un giudizio, ma in sede di misura grado di valutare e confrontare le prestazioni fisico di set point risulta significativa del funzionamento si incontrano quattro diverse diffitecniche dei componenti edilizi o le prestazioni dell’impianto e del sistema di regolazione e concoltà, non sempre di facile superafunzionali dei componenti impiantistici), vuoi pertrollo al suo servizio e una indicazione sull’accetmento, connesse a: ché tali componenti possono essere non correttabilità o meno di una certa percentuale di valori 1. la disponibilità di una adeguata tamente messi in opera. che ricadono al di fuori dell’intervallo di tolleranza strumentazione e con l’applicaDunque il livello di qualità ambientale che si predeterminato sarebbe assai utile. Questo conzione di corrette tecniche di misura; ottiene a opera compiuta è, in non pochi casi, cetto è in realtà espresso nell’Appendice informa2. la necessità di effettuare misure assai diverso da quello atteso e tocca al collautiva H della norma UNI EN ISO 7730,, ma in maniera in ambienti occupati dove i valori datore dell’opera, che ha per compito specifico

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#34

Figura 3 – Misure acustiche post-occupazione in un’aula scolastica

ABBONATI PER LEGGERE http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1

Figura 4 – Esito di un questionario sulla qualità ambientale per una scuola esistente spaziali e gli andamenti temporali delle grandezze ambientali sono fortemente influenzati dagli occupanti, come mostrato in Figura 3; 3. la necessità di effettuare misure di lungo termine per cogliere le dinamiche degli ambienti con diverse condizioni al contorno e non sempre è facile reperire e collocare in ambiente sensori in grado di inviare con continuità i dati rilevati a una centralina di raccolta e archiviazione dei dati; 4. l’opportunità, non sempre ben compresa dal committente, di somministrare un questionario agli occupanti per rilevare la qualità percepita. In Figura 4 è riportato un esempio di elaborazione di questionari.

In Figura 5 sono riportati, a titolo esemplificativo, i risultati di misure di temperatura e umidità relativa dell’aria effettuate ogni 15 minuti per un mese (dicembre) in sede di verifica delle prestazioni ambientali connesse al funzionamento di un nuovo impianto di climatizzazione a servizio di una sala di lettura a Torino. Erano stati fissati valori di

Figura 5 – Esito delle misure termoigrometriche effettuate nel mese di dicembre 2013 in un ambiente climatizzato a Torino PI+: percentuale di valori rilevati al di fuori dell’intervallo di tolleranza perché superiori; PI: percentuale di valori rilevati all’interno dell’intervallo di tolleranza; PI-: percentuale di valori rilevati al di fuori dell’intervallo di tolleranza perché inferiori.

BIBLIOGRAFIA

set point della temperatura pari a 21 °C e dell’umidità relativa pari a 45%; gli intervalli di tolleranza erano ± 1 °C per la temperatura e ± 5% per l’umidità relativa. È evidente che vi sono situazioni in cui l’impianto di climatizzazione risulta non in grado di mantenere le condizioni di comfort predeterminate, ma soprattutto che un diagramma del genere rappresenta le criticità non solo qualitativamente ma anche quantitativamente.

C’è da chiedersi se nel caso in cui l’87,5% dei valori di temperatura e il 71,6% dei valori di umidità relativa sono soddisfacenti si possa dire che l’impianto di climatizzazione è collaudato positivamente oppure no.

La domanda merita una risposta e crediamo che AiCARR possa e debba approfondirla nell’ottica non solo di continuare a operare per incrementare la cultura in argomento dei progettisti e dei costruttori, ma anche per “garantire” la qualità dell’ambiente costruito, dal progetto al collaudo. n * Francesca Romana d’Ambrosio Alfano, Università degli Studi di Salerno Socia AiCARR Marco Filippi, Politecnico di Torino Past President AiCARR

· Corgnati S., Gameiro da Silva M. 2011. La valutazione della qualità climatica dell’ambiente interno. Collana AiCARR, vol.

15. Milano: Editoriale Delfino. · d’Ambrosio Alfano F.R., Piterà L. (coordinatori), et al. 2014. La qualità globale dell’ambiente interno. Un nuovo approccio alla progettazione e alla gestione degli edifici nel rispetto della sostenibilità in edilizia. Collana AiCARR, vol. 21. Milano: Editoriale Delfino. · d’Ambrosio Alfano F.R., Olesen B.W., Palella B.I., Riccio G. 2014. Thermal comfort: Design and assessment for energy saving. Energy and Buildings, 81, 326–336. · Filippi M., Sirombo E. 2014. Collaudo prestazionale post-occupazione degli impianti di climatizzazione. Atti e Rassegna Tecnica, 68, 132-139. · Pellegrino A., Cammarano S., Savio. 2015. Daylighting for Green schools: a resource for indoor quality and energy efficiency in educational environments. Proceedings of the International Building Physics Conference, Torino. · Sirombo E., Filippi M. 2015. Greening existing school facilities: POE results for an high school. Proceedings. of the PLEA Conference, Bologna. · UNI. 2006. Ergonomia degli ambienti termici – Determinazione analitica e interpretazione del benessere termico mediante il calcolo degli indici PMV e PPD e dei criteri di benessere termico locale. Norma UNI EN ISO 7730. Milano: Ente Italiano di Normazione. · UNI. 2008. Criteri per la progettazione dell’ambiente interno e per la valutazione della prestazione energetica degli edifici, in relazione alla qualità dell’aria interna, all’ambiente termico, all’illuminazione e all’acustica. UNI EN 15251. Milano: Ente Italiano di Normazione.

#34

45

Riqualificazione industria

Ridurre i consumi energetici nei processi di lavorazione del vetro

Il progetto di riqualificazione di uno stabilimento produttivo ha previsto una serie di interventi, fra cui l’installazione di un sistema di presa dell’aria esterna e/o ambiente, di un ventilatore di mandata e di uno di ripresa di tipo plug-fan ad alta efficienza e l’implementazione di un sistema di supervisione e controllo di Fabio Allegri*

CASE STUDY

Il nuovo impianto per il raffreddamento del vetro installato nello stabilimento produttivo di un’azienda vetraria

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#34

N

ELLO STABILIMENTO PRODUTTIVO di

IL PROCESSO PRODUTTIVO NELL’AZIENDA

un’azienda vetraria italiana, Il processo avviene in 5 fasi, sinteticamente descritte qui di seguito: è stato attuato un progetto 1) taglio: le grandi lastre, di dimensione 6000 × 3200 mm, vengono sezionate mediante un macchinario automatico; di miglioramento dell’efficienza 2) molatura/foratura: macchine molatrici eseguono la lavorazione sul bordo del vetro, sia per eliminare il rischio di taglio energetica e del contenimento del accidentale, sia per esigenze estetiche. Le macchine foratrici effettuano fori di dimensioni variabili a seconda delle consumo di energia primaria di un esigenze; impianto che assicura il raffredda3) serigrafia: macchine serigrafiche effettuano sui vetri disegni, loghi e/o geometrie, mediante la stesura di paste serimento del vetro nella sua fase congrafiche su telai;PER LEGGERE ABBONATI clusiva. Il miglioramento energetico 4) tempera: vengono conferite al vetro resistenza termica e meccanica mediante riscaldamento a circa 800 °C e successivo ha ovviamente comportato un risparinsufflaggio di aria a temperatura ambiente. Durante il prohttp://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 mio economico. cesso termico si ottiene inoltre la vetrificazione delle paste Tabella 1 – Caratteristiche del vetro serigrafiche. Al termine del processo di tempera il vetro viene Caratteristiche del di Valore Unità misura raffreddato in tre fasi. L’intervento proposto interessa l’ul- vetro prodotto LA SITUAZIONE PRIMA tima fase di raffreddamento, durante la quale le tempera- spessore del vetro DELL’INTERVENTO 5 mm ture di ingresso e di uscita del vetro sono rispettivamente: superficie media del vetro Il progetto di miglioramento ha 0,25 m2 tin = 70 °C, tout = 35 °C. interessato la terza fase di raffrednumero di pezzi prodotti all’ora 800 h-1 damento, che avviene nella cabina 5) smaltatura: vengono miscelate meccanicamente a freddo densità del vetro 2500 kg/m3 in Figura 1, caratterizzata dai valori le paste serigrafiche per ottenere i colori necessari. calore specifico medio del vetro 837 J/(kg·K) delle grandezze di interesse riporLe caratteristiche del vetro sono riportate in Tabella 1. tati in Tabella 2.

Prima dell’intervento, l’aria di raffreddamento veniva trattata in un sistema composto da due UTA con portata di 10.000 m3/h ciascuna, dotate di batteria a espansione diretta con potenza di raffreddamento pari a 29 kW a ricircolo totale senza apporto di aria esterna.

La portata di aria di raffreddamento, costante, era movimentata da due ventilatori, uno per ciascuna UTA, aventi una potenza elettrica installata pari a 7,5 kW per un totale di 15,0 kW. La potenza frigorifera era generata da 2 gruppi a R422, composti da motocondensante e condensatore remoto, ciascuno con Pel = 10,27 kW Figura 1 – La cabina in cui avveniva la per un totale di 20,54 kW. Per evitare terza fase di raffreddamento del vetro nella situazione precedente all’intervento Tabella 2 – Alcune grandezze di interesse nella terza fase del raffreddamento Grandezze

Valore Unità di misura

temperatura del vetro in ingresso

70

°C

temperatura del vetro in uscita

35

°C

temperatura massima dell’aria in ingresso

28

°C

potenza da dissipare nella terza fase di raffreddamento

20,34

kW

portata di aria in ingresso (del nuovo impianto)

15.000

m3/h

4,0

°C

differenza di temperatura dell’aria tra ingresso e uscita (del nuovo impianto)

ENERGY EFFICIENCY IN THE INDUSTRIAL PROCESSING OF GLASS

In the factory of an italian firm, a project in order to improve the energy efficiencey and to reduce the primary energy consumption of a system which ensures the cooling of the glass in its final phase has been developed.

The project involved a series of operations, among which the installation of an external air intake system, of an air supply fan and a high efficiency plug fan and the implementation of a supervision and control system. In this paper we describes all the maintenance works and the cost savings achieved.

Keywords: energy efficiency, glass cooling, Saint Gobain

lo spegnimento dei gruppi, il sistema di regolazione era di tipo termostatico, con temperatura di set-point basso. I costi di manutenzione erano elevati, pari a 4.000 €/anno comprensivi degli interventi di ditte esterne e della manutenzione interna, e il funzionamento alle condizioni nominali di assorbimento, Pel = 35,54 kW, comportava assorbimenti elettrici pari 170.592,00 kWh annui.

In sintesi, il sistema esistente presentava le seguenti criticità: 1 elevati costi energetici relativi al sistema di ventilazione per il raffreddamento del vetro; 2 sistema di regolazione di tipo on-off di tipo termostatico; 3 ventilatori dell’aria a portata fissa; 4 gruppi frigoriferi con condensatore remoto scarsamente affidabili e bassi valori di EER; 5 assenza di un sistema di monitoraggio dei consumi energetici.

#34

47

ABBONATI PER LEGGERE http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1

Figura 2 – Una sezione dell’impianto

IL PROGETTO DI RIQUALIFICAZIONE Tabella 3 – Alcuni dati di progetto per la riqualificazione energetica della terza fase del raffreddamento Valore

Unità di misura

portata d i vetrro

2500

kg/h

ore di funzionamento annuo

4800

h

potenza media dell’inverter

55

%

costo dell’energia

0,15

€/kWh

Grandezze

Tabella 4 – Alcuni valori delle temperature di ingresso e uscita del vetro e di assorbimento in funzione del valore della portata dell’aria di raffreddamento per un valore di temperatura dell’aria di raffreddamento pari a 10 °C Portata

48

Temperatura del vetro Assorbimento elettrico in ingresso in uscita

[m3/h]

[°C]

[°C]

[kW]

9.200

81

50

1,8

10.300

78

44

2,1

11.500

79

40

2,4

#34

Per eliminare le criticità e migliorare il processo dal punto di vista energetico ed economico, è stato progettato e attuato un intervento di riqualificazione, basato sui valori delle grandezze riportate in Tabella 2 e sui dati in Tabella 3, che ha previsto: 1 la rimozione del sistema esistente, con bonifica del gas refrigerante. Infatti, il nuovo progetto prevede esclusivamente un sistema di ventilazione forzata che utilizza aria esterna e non gruppi frigoriferi, grazie ai valori favorevoli della temperatura esterna; 2 l’installazione di un ventilatore di mandata e di uno di ripresa di tipo plug-fan ad alta efficienza; 3 l’installazione di un sistema di supervisione e controllo per comandare, leggere e campionare i parametri del sistema in termini di valori delle temperature esterna, di immissione, di espulsione e in ambiente, di portata dell’aria di raffreddamento, di potenza elettrica assorbita e di energia consumata; 4 l’installazione di un sistema di presa dell’aria esterna e/o ambiente al fine di utilizzare il freecooling, raffreddando il vetro con l’aria esterna. I valori delle temperature esterne di questa zona sono sempre inferiori a 30 °C e il vetro deve essere raffreddato a una temperatura di circa 35 °C, anche se 40 °C sono comunque considerati accettabili;

5 l’installazione di un sistema di recupero del calore in caso di necessità di riscaldamento nell’ambiente lavorativo in cui è installata la cella; 6 la riduzione dell’inquinamento acustico, grazie alla eliminazione dei compressori presenti sulla copertura della cella e delle UTA con ventilatori e caratteristiche costruttive acusticamente inferiori a quelli dei ventilatori cassonati previsti per la riqualificazione.

I vantaggi ottenuti dai singoli interventi sono descritti qui di seguito.

L’utilizzo di ventilatori di mandata e di ripresa plug fan a pale rovesce ad alta efficienza permette di ottenere portate elevate, pari a 15.000 m3/h, e prevalenze dell’ordine di 1000 Pa, con assorbimenti elettrici specifici bassi e con la possibilità di avere una curva caratteristica adatta alla necessità attraverso l’uso dell’inverter. La scelta del motore elettrico è stata eseguita con una particolare attenzione alle esigenze del processo produttivo del vetro. Per garantire la continuità di servizio e una rapida sostituzione in caso di guasto, è stato scelto un motore a

corrente alternata a 6 poli, con alimentazione trifase e rendimento pari a 88%. L’utilizzo di motori brushless avrebbe permesso rendimenti medi superiori, ma i tempi di reperibilità sul mercato erano troppo lunghi per essere compatibili con le esigenze della riqualificazione.

Il sistema di controllo prevede

un microprocessore programmabile, in grado di gestire i parametri dell’impianto e di inserire curve di comando prestabilite, ad esempio quelle relative alle portate di aria di immissione e di estrazione (il sistema permette di comandare i due ventilatori in modo indipendente), in funzione della differenza tra i valori di temperatura dell’ariaABBONATI di immissione e di LEGGERE estrazione.

PER Durante le prove di funzionamento si è constatato

http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1

Tabella 5 – Sintesi dei risultati ottenuti con la riqualificazione Valore

Unità di Ante riqualificazione Post riqualificazione misura

Grandezza Portata di aria trattata nelle UTA

20000

15000

m3/h

Potenza elettrica massima assorbita

35,54

12,90

kW

Consumo di energia elettrica

170592

34056 (stimato)

kWhe

25588,80

5108,40 (stimata)

€

4000

1000

€

Spesa per il consumo di energia elettrica Spesa per la manutenzione annua

Risparmi ottenuti Petrolio

25,53

TEP

Anidride carbonica risparmiata

60,08

tCO2

80

%

23480,00

€

Riduzione consumo di energia primaria Riduzione costi

Figura 3 – Risparmio economico cumulato

RISPARMIO CUMULATO - SAITNper GOBAIN RISPARMIO - ALLEGRI CUMULATO IMPIANTI all’intervento - SAITN GOBAIN - ALLEGRI IMPIANTI previsto i dieci anni successivi

€ 130.000

€ 80.000

€ 30.000

2

3

4 20.0005 -€

1 6

2 7

3 8

4 9

5 10

6

7

8

9

RISULTATI OTTENUTI: CERTIFICATI BIANCHI In Tabella 5 è riportato un quadro riassuntivo dei vantaggi ottenuti con la riqualificazione energetica qui descritta.

Dal punto di vista dei costi economici, a fronte di un investimento di 28.210,00 €, il risparmio economico annuo è pari a circa 23.480,00 €. Il tempo di ritorno dell’investimento è inferiore ai 18 mesi.

In Tabella 6 è riportato un confronto tra i consumi di energia relativi alla produzione di un metro quadrato di vetro nei primi cinque mesi di funzionamento continuo nel 2015 e quelli relativi al 2014.

Il consumo reale post-intervento è inferiore a quello calcolato in fase progettuale. A febbraio e a marzo le temperature medie dell’aria esterna sono basse, il che consente al sistema di ridurre la portata a valori medi inferiori al 40% di quello massimo attuale, con valori di assorbimento pari o inferiori al 10% rispetto a quelli del vecchio sistema.

Il sistema di regolazione permette inoltre di ridurre la velocità dei ventilatori nelle fasi in cui ci sono pause o cambiamenti nella produzione industriale, situazione non prevedibile a priori.

Attualmente si sta valutando di installare un sensore di presenza che migliori ulteriormente la regolazione nella fasi in cui il vetro non è presente all’interno della cabina.

Inoltre, con il supporto di una e.s.co. si sta seguendo la procedura per l’ottenimento dei certificati bianchi: sarà possibile ottenere circa 80 TEE. n

10

* Fabio Allegri, Idrotermica di Allegri Ing Fabio & C srl, Cuneo – socio AiCARR

RISPARMIO CUMULATO - SAITN GOBAIN RISPARMIO - ALLEGRI CUMULATO IMPIANTI - SAITN GOBAIN - ALLEGRI IMPIANTI

Tabella 6 – Confronto tra i consumi di energia reali relativi alla produzione di un metro quadrato di vetro nei primi cinque mesi di funzionamento continuo nel 2015, dopo l’intervento, e nel 2014, prima dell’intervento

Marzo

Aprile

Maggio

Giugno

Luglio

Agosto

Settembre

Ottobre

Novembre

Dicembre

Mese Febbraio

1

€ 180.000

che per temperature dell’aria esterna maggiori di 25 °C il valore della temperatura di uscita del vetro non varia all’aumentare della portata di aria.

Una sezione dell’impianto è riportata in Figura 2.

In Tabella 4 sono riportati alcuni valori delle temperature di ingresso e uscita del vetro e di assorbimento elettrico del nuovo sistema, composto, come accennato, da un ventilatore di mandata e da uno di ripresa, in funzione del valore della portata dell’aria di raffreddamento per un valore di temperatura dell’aria di raffreddamento pari a 10 °C.

Consumo reale di energia ante modifica, kWh/m2

0,511

0,511

0,511

0,511

0,511

0,511

0,511

0,511

0,511

0,511

0,511

Consumo reale di energia post modifica, kWh/m2

0,014

0,029

0,043

0,055

0,044

#34

49

RICERCA — Climatizzazione ad assorbimento

Sistemi di climatizzazione con cicli ad adsorbimento.

La ricerca in Italia I di Marco Beccali e Livio De Santoli*

deumidificazione, è possibile grazie a un sistema SISTEMI DI CLIMATIZZAZIONE che utilizzano matedi scambiatori a piastre umide che permetriali adsorbenti (principio fisico diversoABBONATI dall’asPER LEGGERE tono un processo di umidificazione continuo sorbimento chimico) sono principalmente di all’interno del componente. In questo modo, due tipi: UTA che implementano rotori adsorhttp://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 il processo di raffreddamento evaporativo può benti e macchine frigorifere ad adsorbimento. avvenire a una temperatura a bulbo umido dell’aTralasciando le macchine frigorifere ad adsorbiria secondaria bassa, permettendo l’immissione mento che meritano un discorso a sé, i sistemi in ambiente di aria a temperature inferiori a oggi più diffusi e oggetto di sperimentazione e quella ambiente. Il sistema è provvisto, inolsviluppo sono le Unità Trattamento Aria (UTA) tre, di un collettore solare ibrido PV/Th, che è che implementano in vario modo la combinain grado di soddisfare l’intero fabbisogno terzione ruota adsorbente-saturazione adiabatica mico ed elettrico del sistema. L’impianto è stato per produrre l’effetto utile desiderato. Tali unità, installato e monitorato in Italia presso il centro che realizzano dei “cicli” sinteticamente indicati di ricerca ENEA di Casaccia e il DEIM dell’Unicon l’acronimo DEC (Dessiccant Cooling), spesso versità di Palermo. Attualmente sono in atto il lavorano in combinazione con altri componenti monitoraggio e il test di un generatore ibrido e/o con macchine per realizzare dei sistemi il PV/Th parzialmente integrato nella facciata di un più efficienti possibili nelle varie situazioni cliedificio, accoppiato a una Unità di Trattamento matiche. La ricerca e lo sviluppo dei cicli DEC è Aria DEC, basata sul ciclo Freescoo. In particoinfatti oggi più orientata sulla definizione della lare, questa installazione sperimentale è parte combinazione ottimale di diversi tipi di comdi un set up sviluppato in collaborazione con ponenti/generatori che su un’ulteriore presenza il CNR ITAE, nell’ambito del PON Smart Cities degli scambiatori adsorbenti.

I-Next. L’installazione comprende inoltre una micro turbina eolica, uno storage elettrico, una Alcune università e centri di “charging station” per auto, un sistema di conricerca italiani lavorano su trollo intelligente dell’illuminazione artificiale questo fronte da diversi anni e un simulatore di carichi dovuti alle apparecIl Dipartimento dell’Energia, dell’Ingegnechiature elettroniche. Lo scopo è quello di simuria dell’Informazione e dei Modelli matematici lare a scala residenziale/piccolo terziario sistemi dell’Università degli Studi di Palermo supporta di management della produzione e dei carichi la start-up Solarinvent srl nello sviluppo e nei elettrici e termici e il relativo interfacciamento test di performance dell’innovativo sistema con la rete. compatto DEC “Freescoo”. Il sistema è basato Il CNR-ITAE di Messina lavora attualmente sull’utilizzo di due letti fissi di silica gel raffredsu un sistema di solar cooling progettato e readati mediante torre evaporativa e su un prolizzato per il controllo di condizioni severe in cesso di raffreddamento evaporativo indiretto clima Mediterraneo. In particolare, esso è costiparticolarmente performante. La peculiarità di tuito da una macchina ad adsorbimento a ciclo questo nuovo sistema è quella di permettere chiuso (chiller), accoppiata a un impianto solare contemporaneamente la deumidificazione e il termico costituito da collettori solari a tubi evaraffreddamento dell’aria. Inoltre, considerando cuati. Il sistema è usato per condizionare un la capacità del letto, che è in grado di ospitare piccolo ambiente a uso ufficio, attraverso un un’importante quantità di materiale adsorbente, sistema a pannelli radianti, installato sul soffitto il sistema dessiccant può essere utilizzato come e lungo i muri. Al fine di incrementare complesun accumulo di capacità di deumidificazione. Il sivamente l’efficienza del sistema, è stato approprocesso di raffreddamento evaporativo indifondito l’aspetto della logica di controllo dello retto, che viene effettuato a valle della fase di

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#34

stesso. La dissipazione del calore avviene attraverso un sistema di raffreddamento (dry cooler): anche in questo caso, per aumentare il COP elettrico del sistema la velocità del ventilatore può essere controllata attraverso un sistema PLC che tiene conto della temperatura esterna, in modo da ridurre al minimo il consumo di energia elettrica. Inoltre, all’interno dell’ambiente possono essere introdotti dei carichi elettrici addizionali controllabili, allo scopo di testare l’uso del sistema ad adsorbimento nel settore residenziale in realistiche condizioni di utilizzo. Il sistema funziona da tre anni ed è stato testato e monitorato sia in condizioni estive che invernali.

L’Università del Sannio ha implementato un impianto sperimentale DEC i cui componenti principali sono un’Unità di Trattamento Aria da 800 m3/h, un micro CHP da 6 kWel, un refrigeratore ad acqua di potenza pari a 8,5 kW, una caldaia a gas da 24,1 kW e un accumulo da 1000 l. Allo scopo di sviluppare un modello di simulazione per ogni componente, sono stati effettuati alcuni test sperimentali e simulazioni in regime dinamico. In particolare, le simulazioni sono state fatte tenendo in considerazione differenti tipologie di collettori solari, ovvero collettore ad aria, collettore piano, a tubi evacuati e concentratore solare termico/fotovoltaico (CPVT). Le simulazioni effettuate hanno permesso di quantificare l’energia termica necessaria per la rigenerazione della ruota dessiccante. Inoltre, è stata simulata la performance del sistema in condizioni invernali, allo scopo di aumentare il numero delle ore annuali di

funzionamento. Le performance del sistema solare (SDCS) sono state confrontate con quelle di una UTA convenzionale. I migliori risultati sono stati ottenuti con il concentratore solare termico/fotovoltaico (CPVT).

Con l’utilizzo di questo sistema è possibile ottenere un notevole risparmio di energia primaria e una riduzione delle emissioni di CO2 equivalente superiore al 90%. In particolare sono state studiate diverse configurazioni.

Il primo layout consiste nel recupero del calore dissipato dal condensatore del refrigeratore, per pre-riscaldare l’aria di rigenerazione. Il secondo invece riguarda il pre-riscaldamento dell’aria di rigenerazione attraverso un recupero parziale di calore dall’aria calda di rigenerazione espulsa dalla ruota essiccante. Infine, l’ultimo scenario comprende il pre-raffrescamento dell’aria di processo prima che questa venga introdotta nella ruota dessiccante. I migliori risultati sono stati raggiunti considerando la massima superficie dei collettori solari (34 m2). Ad esempio, circa il 70% di risparmio sia in termini di energia primaria che di emissioni di CO2 equivalente evitate, con un Tempo di Ritorno pari a 3 anni.

Il Politecnico di Milano (Dipartimento di Energia) ha implementato un sistema DEC accoppiato a una pompa di calore elettrica reversibile a servizio di un dormitorio. Durante la stagione estiva, la pompa di calore raffredda l’aria e preriscalda l’aria di rigenerazione quando si rende necessaria la deumidificazione, mentre il resto del processo di rigenerazione viene alimentato attraverso l’energia solare. Durante il periodo di riscaldamento, se necessario, una serpentina riscalda l’aria di alimentazione, grazie all’energia termica derivante dal bollitore solare, dalla pompa di calore o dall’accumulo. Il metodo utilizzato è piuttosto differente dalla configurazione standard di un sistema DEC. Infatti, nel processo di rigenerazione viene utilizzata l’aria esterna attraverso canali dedicati, la rigenerazione all’interno della ruota adsorbente avviene per mezzo del calore solare, una batteria fredda sostituisce l’umidificatore sul lato mandata allo scopo di controllare la temperatura di immissione in ambiente. Un recuperatore di calore statico sostituisce il tipico scambiatore rotativo. Il sistema ha funzionato con alte frazioni solari, raggiungendo anche il 100% nelle mezze stagioni. L’efficienza complessiva è un po’ minore rispetto a quella di un sistema DEC convenzionale a causa dello scambiatore statico e dell’uso di aria esterna per la rigenerazione della ruota, ma la qualità dell’aria di immissione e il controllo dei parametri dell’aria sono migliori. Nel nuovo laboratorio situato in Bovisa, il Politecnico di Milano ha anche sperimentato sistemi con deumidificatori statici batch. n

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* Marco Beccali, Università degli Studi di Palermo socio AiCARR Livio de Santoli, Università degli Studi di Roma La Sapienza – Presidente AiCARR

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RICERCA — Climatizzazione ad assorbimento

Climatizzazione dell’aria a doppio effetto alimentata termicamente: integrazione di un ciclo ad assorbimento ammoniaca/acqua e un DEC Il sistema, che integra un ciclo ad assorbimento in pompa di calore alimentato a gas naturale e un ciclo aperto di Dessiccant Evaporative Cooling (DEC) basato su un rotore adsorbente, è particolarmente adatto ad aree dove il costo del gas naturale è basso e/o il sistema di produzione e distribuzione dell’energia elettrica non è efficiente

di Rossano Scoccia, Mario Motta* * Politecnico di Milano, Energy Department

THERMAL DRIVEN AIR-CONDITIONING SYSTEM WITH TWO SORPTION CYCLES

A thermal driven air-conditioning system, worked out coupling two sorption cycles, is presented.

The goal is to develop a thermal driven primary air conditioning system, which is energy efficient, compact, reliable and without an auxiliary heat rejection system. The motivation is to reduce the non renewable primary energy consumption of the air-conditioning sector and to increase the share of thermal driven system. The system integrates an absorption heat pump cycle and a solid desiccant evaporative cooling open cycle (DEC). The system main feature is the ability of the absorption heat pump to drive a DEC, creating a double effect thermal driven cycle. After a compatibility analysis on the temperature levels an ammonia/water absorption heat pump and a silica-gel desiccant wheel have been selected. The solid DEC cycle is implemented in a double duct air handling unit. In one duct the building supply air flows, while in the other the exhaust air from the building flows. In cooling and dehumidification operation mode, the heat pump has two useful effects: it delivers the heating power needed to the desiccant based dehumidification process and it provides cooling power for the supply air flow. Moreover, the system is able to work also in heating mode. The hydraulic connections between the DEC air handling unit and the heat pump is inverted, and the latter is used to heat up the supply air, recovering energy from the indoor exhaust air. In order to assess the energy performance a numerical model of the system has been created. It has been tuned with experimental results and completed with the definition and implementation of a control strategy.

The ratio between the net supply air energy exchange and the non-renewable primary energy used by the system has been used as the main performance figure (PER). The PER comparison with a conventional air-conditioning system (using an air source electric heat pump and a gas boiler) has shown a better energy performance of the presented system. It is particularly suitable in areas where the natural gas is cheap and/or the electric energy generation and distribution system is weak.

Keywords: air-conditioning; sorption; adsorption; absorption; DEC; desiccant wheel; ammonia/water; GAX; modelling

Introduzione La richiesta di energia per la climatizzazione dell’aria negli edifici è in crescita. Fra le cause principali vi sono l’innalzamento delle temperature dell’aria esterna e l’aumento di richieste di comfort termoigrometrico da parte degli utenti finali degli edifici. Inoltre, il trend attuale nel settore delle costruzioni è progettare edifici con

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ridotte richieste di energia per il riscaldamento e il raffrescamento.

Contemporaneamente, c’è bisogno di controllare la qualità dell’aria interna. Ne consegue che il rapporto fra l’energia necessaria al trattamento dell’aria di rinnovo e il consumo totale di energia di un edificio è in crescita, in particolare per destinazioni d’uso quali uffici, light commercial, librerie, sale conferenze. Inoltre, la stagione

RICERCA — Climatizzazione ad assorbimento la potenza frigorifera necessaria per il post-raffreddamento dell’aria di raffrescamento per edifici non residenziali è generalmente più di mandata, punti 4 e 5, a valle del rotore adsorbente. lunga a causa dei più alti apporti interni.

Per la scelta della pompa di calore termica sono stati consideAttualmente, la maggior parte dei sistemi di climatizzazione estiva rati i seguenti vincoli: è basata su cicli a compressione di vapore alimentati elettricamente.

• essere in grado di produrre acqua calda a una temperatura supeLe preoccupazioni per il continuo aumento dell’energia elettrica di riore ai 65 °C e contemporaneamente acqua fredda a circa 10 °C; picco richiesta alla rete e la necessità di ridurre il consumo di ener• non necessita di un sistema ausiliario e per la dissipazione di calore; gia primaria per il raffrescamento stanno spingendo verso altre soluzioni tecnologiche.

ABBONATI PER LEGGERE • potenza termica nominale dell’ordine dei 35 kW; • disponibilità sul mercato, in modo da poter condurre immediataIn quest’articolo si presenta un sistema a doppio effetto per il mente prove sperimentali. trattamento dell’aria primariahttp://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 alimentato termicamente, che mira al Questa ricerca ha condotto alla selezione di una pompa di calore miglioramento dell’efficienza energetica del processo di deumidifiad assorbimento acqua/acqua, alimentata dalla combustione di gas cazione e alla notevole riduzione dei consumi elettrici. Il sistema è naturale, basata sull’utilizzo di un ciclo GAX, Generator Absorber heat basato sull’integrazione di due cicli: uno ad assorbimento in pompa eXchange, con la coppia di fluidi ammoniaca/acqua. La pompa di di calore e un DEC. Il ciclo ad assorbimento rappresenta il primo calore è caratterizzata da una temperatura minima di uscita dell’aceffetto alla più alta pressione e temperatura, mentre il ciclo DEC è qua fredda di -5 °C e da una temperatura massima dell’acqua calda il secondo effetto. di 65 °C. I sistemi DEC, acronimo di Desiccant Evaporative Cooling, sono Partendo dalle caratteristiche della pompa di calore selezionata, sistemi per la climatizzazione dell’aria basati sull’accoppiamento di un è stato definito uno schema di sistema, in Figura 1, considerando processo di deumidificazione per adsorbimento del vapore acqueo diversi requisiti quali la potenza frigorifera e termica utile, la fatticon un processo di raffreddamento evaporativo indiretto e diretto bilità tecnologica, l’efficienza energetica, il costo dell’investimento (Daou et al., 2006). iniziale, l’affidabilità, la minimizzazione del numero di componenti La forza motrice della deumidificazione per adsorbimento è la utilizzati, il basso consumo elettrico. differenza fra la pressione di vapore nell’aria umida da trattare e, in questo caso, quella nei pori della superficie solida adsorbente. Nel settore della climatizzazione una delle possibili tecnologie per sfruttare questo fenomeno è rivestire con materiale adsorbente una struttura metallica circolare e permeabile all’aria, che prende il nome di ruota adsorbente. La ruota adsorbente gira lentamente, con un ordine di grandezza di 10 giri all’ora, in una speciale struttura collegata a due diversi canali. In un canale fluisce aria di processo dalla quale assorbire vapore, nell’altro invece aria calda, la cosiddetta aria di rigenerazione, necessaria per rimuovere il vapore adsorbito in modo da garantire un funzionamento continuo.

Negli ultimi anni molti lavori di ricerca si sono occupati di sistemi DEC (Daou et al., 2006; Henning, 2007; Beccali et al., 2009; Frein et al., 2015). Una delle ragioni principali è che questi sistemi possono essere attivati da energia termica a bassa temperatura e quindi sfruttare energia termica da fonte solare, pompe di calore o calore di scarto, diventando molto competitivi.

Figura 1 – Schema del sistema I cicli ad assorbimento sono cicli termodinamici alimentati termicamente, utilizzabili sia ai livelli di temperatura tipici delle appliData la relativamente bassa temperatura di rigenerazione, circa cazioni di climatizzazione dell’aria sia a scopo di refrigerazione. I 60 °C massimo, è stato deciso di usare una ruota adsorbente basata vantaggi principali sono l’assenza di un organo meccanico per la sull’utilizzo del silica-gel come materiale adsorbente. compressione del vapore e la possibilità di essere alimentati anche Nei cicli DEC standard una significativamente bassa umidità masda bassi livelli di temperatura. Le macchine ad assorbimento vanno sica all’uscita del rotore adsorbente è condizione necessaria per l’uda unità di ridotta potenza, dell’ordine dei kW, fino a grandi unità, tilizzo di un meccanismo di raffreddamento evaporativo diretto che dell’ordine dei MW. Le coppie di fluidi che possono essere utilizzate aumenti la potenza frigorifera utile finale. Nel sistema qui proposto, in questi cicli sono numerose. Le più utilizzate sono acqua/acquala limitata capacità di deumidificazione, legata alla limitata temperabromuro di litio e ammoniaca/acqua. tura di rigenerazione, non permetterebbe un largo uso del meccanismo di raffreddamento evaporativo diretto, ma, grazie all’utilizzo della potenza frigorifera prodotta dalla pompa di calore, si è in grado Il sistema proposto sia di post-raffreddare l’aria di mandata sia di sfruttare tutta la capaIl sistema proposto, in Figura 1, è principalmente composto da cità di deumidificazione del rotore adsorbente per il solo controllo un ciclo DEC e da una pompa di calore ad assorbimento alimendel carico latente. tata a gas, GAHP. Il risultato è un sistema a doppio effetto, dove la Un’altra peculiarità del sistema è la disponibilità di una sezione di GAHP è il primo effetto, ai valori più alti di pressione e temperatura, miscelazione dell’aria esausta in espulsione con aria esterna, punti 7 e che attiva il ciclo DEC, che è il secondo effetto.

8 in Figura 1. Tale sezione è prevista per aumentare la potenza frigoriL’aspetto chiave del sistema è che quando è richiesta la deumifera ceduta dal meccanismo di raffreddamento evaporativo indiretto, dificazione dell’aria, sia il calore di condensazione e assorbimento che sarebbe penalizzato dal non bilanciamento fra la portata di aria sia quello di evaporazione del ciclo in pompa di calore sono effetti in mandata e quella di espulsione, previsto per mantenere in sovraputili. Infatti, la pompa di calore fornisce sia la potenza termica necespressione gli ambienti confinati in modo da limitare le infiltrazioni. saria per il processo di deumidificazione, punti 11 e 12 in Figura 1, sia

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RICERCA — Climatizzazione ad assorbimento • recupero di calore e pompa di calore, HR+AHP; Inoltre, il sistema è in grado di operare anche quando l’aria di rin• riscaldamento e umidificazione, HUM+AHP. novo deve essere riscaldata e umidificata. A questo scopo è stato predisposto un umidificatore adiabatico alla fine del canale di manFAN1 FAN2 roHX BP roHX HUM1 HUM2 DW BP DW GAHP +aux data, punti 4 e 5, utilizzato solo in questo caso. In questa modalità DEC+AHP x x x x x x x operativa, la pompa di calore è usata per riscaldare l’aria di mandata, recuperando energia da quella di espulsione. Nella pratica, si inverte IEC+AHP x x x x x x x il collegamento idronico fra le batterie nell’UTA DEC e la GAHP, il cirIEC x x x x x x cuits inversion system in Figura 1.

ABBONATI PER LEGGERE VENT x x x x La Figura 2 mostra su un diagramma psicrometrico la sequenza HR x x x x x completa delle trasformazioni psicrometriche subite dall’aria di manhttp://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 HR+AHP x x x x x x data e da quella di ritorno nell’UTA DEC nella modalità operativa HUM+AHP x x x x x x x raffreddamento e deumidificazione, con l’umidificatore sulla mandata non attivo.

Tabella 1 – Componenti attivi secondo la modalità operativa.

Figura 2 – Trasformazioni psicrometriche nel sistema presentato per il caso raffreddamento e deumidificazione.

In particolare per l’aria di mandata: • la 1-2 è legata alla 12-13; sono conseguenza della deumidificazione dell’aria per adsorbimento (Ruthven, 1984). Fra i punti 1 e 2 l’aria di mandata è riscaldata dal processo esotermico di adsorbimento del vapore. L’obiettivo di questa trasformazione è di raggiungere l’umidità massica di set-point; • la 2-3 è legata alla 10-11; sono causate dallo scambio termico attraverso un rotore recuperatore di calore posto fra l’aria di mandata e quella di ritorno; • la 3-4 è un processo di raffreddamento legato alla batteria HX1, che scambia con l’evaporatore della pompa di calore; per l’aria di espulsione: • la 9-10 sull’aria da espellere è un processo di raffreddamento evaporativo diretto, che darà poi luogo al processo di raffreddamento evaporativo indiretto contraddistinto dai punti 2-3; • la 11-12 è il riscaldamento dell’aria che servirà per la rigenerazione del rotore adsorbente. La batteria HX2 qui utilizzata scambia con il condensatore e assorbitore della GAHP; • la 12-13 è la rigenerazione del rotore adsorbente. Il contenuto d’acqua adsorbito all’aria di mandata dal rotore adsorbente è ceduto all’aria di espulsione.

La strategia di controllo e le modalità operative del sistema proposto L’unità di trattamento aria deve garantire il set-point sull’aria di mandata imposto dall’utente finale, adattando la propria modalità operativa secondo le sue condizioni al contorno.

Nel caso specifico, il sistema può lavorare in sette modalità operative, come mostrato in Tabella 1: • raffreddamento e deumidificazione, DEC+AHP; • raffreddamento evaporativo indiretto e refrigeratore ad assorbimento, IEC+AHP; • raffreddamento evaporativo indiretto, IEC; • ventilazione, VENT; • recupero di calore, HR;

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La maggior parte delle modalità è caratterizzata da segnali proporzionali.

Le modalità operative più difficili da gestire sono quelle che coinvolgono la pompa di calore, perché questa crea un collegamento fra le condizioni nel canale di ritorno e quelle nel canale di mandata della UTA, in aggiunta a quelli creati dal rotore adsorbente e dal recuperatore di calore. Ne deriva che in alcune situazioni è necessario per esempio ridurre la prestazione del recuperatore di calore rotativo, in modo da garantire che le condizioni dell’aria esausta in ingresso alla batteria di scambio che scambia con l’evaporatore della GAHP siano compatibili con la necessità di una specifica potenza termica a una specifica temperatura sul lato condensatore/assorbitore della GAHP. Generalmente, i controllori delle unità di trattamento aria usano una sequenza logica che ha il fine di mantenere le condizioni di setpoint nel modo più economico. Uno svantaggio di quest’approccio è il rischio di instabilità quando diversi componenti sono controllati contemporaneamente (Seem et al., 1999), che può essere parzialmente risolto nella fase di taratura dei parametri di controllo.

Questo tipo di strategia di controllo applicata a un sistema DEC con molti componenti può portare a un complesso esercizio di taratura.

Per questa ragione è stato deciso di usare un altro metodo, basato sull’approccio della macchina a stati (Vitte et al., 2008) nella quale sono definiti dei sottoinsiemi di componenti che possono funzionare contemporaneamente (stati).

Nel seguito, si fa riferimento alla Figura 1.

La modalità operativa più semplice è la VENT: in questo caso, sono attivi solo i due ventilatori sulle due condotte e l’aria di ripresa non è miscelata con aria esterna; inoltre, le sezioni di by-pass dei due rotori sono aperte.

Se la temperatura dell’aria esterna è maggiore di quella di setpoint si attiva la modalità IEC. L’aria di ritorno è prima raffreddata attraverso un umidificatore adiabatico e poi sfruttata per raffreddare l’aria di mandata nel recuperatore di calore rotativo, il RoHX. L’apertura della sezione di by-pass del RoHX è controllata in funzione del set-point sulla temperatura dell’aria di mandata.

Se la potenza frigorifera della modalità IEC non è sufficiente, il sistema si porta nella modalità operativa IEC+AHP. Il by-pass sul recuperatore di calore è chiuso e la temperatura dell’aria di mandata è controllata agendo in modo proporzionale sulla portata del gas naturale che alimenta la GAHP. Nel caso in cui l’umidità massica dell’aria esterna sia superiore a quella di set-point, il sistema passa alla modalità DEC+AHP. Il rotore adsorbente inizia a ruotare e le due sezioni di by-pass sono chiuse; il flusso d’aria di ritorno è incrementato con aria esterna. In questo caso il controllo proporzionale sulla portata del gas naturale che alimenta la GAHP è funzione del set-point sull’umidità massica.

D’altro canto, quando la temperatura esterna è minore del set-point,

RICERCA — Climatizzazione ad assorbimento la prima modalità ad attivarsi è la HR, in cui la sezione di by-pass sul Anche le prestazioni di questo sistema sono state valutate con recuperatore di calore è controllata proporzionalmente in modo da un codice Matlab in condizioni di regime stazionario. I ventilatori, inseguire il set-point sulla temperatura dell’aria di mandata, mentre l’umidificatore e le batterie alettate sono state modellate come per quella sul rotore adsorbente è completamente aperta. il sistema proposto. L’efficienza dello scambiatore a flussi incrociati Se la capacità di riscaldamento di questa modalità non è suffiè stata fissata pari a 0,6. La caldaia è stata modellata considerando ciente, viene attivata la pompa di calore, modalità HR+AHP. Il sistema una efficienza termica complessiva sul potere calorifico superiore di valvole a tre vie è settato in modo da indirizzare l’acqua calda a 0,9 e un consumo elettrico fisso pari a 150 W. Infine, le prestazioni alla batteria alettata sulla condotta di mandata, HX1. LaPER sezione di della pompa di calore elettrica sono ricavate da una equazione poliABBONATI LEGGERE by-pass sul recuperatore di calore è controllata proporzionalmente nomiale derivata dai dati forniti da un produttore e valida nell’interin modo da evitare la formazione di ghiaccio sulla batteria alettata vallo di condizioni prese in considerazione. I dati di ingresso sono la http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 della condotta di ripresa, HX2. La temperatura dell’aria di mandata temperatura di mandata del fluido termovettore alla batteria aletè controllata agendo in modo proporzionale sulla portata del gas tata e la temperatura dell’aria esterna; il principale risultato è il valore naturale che alimenta la GAHP. dell’Energy Efficiency Ratio, EER, mostrato in Figura 4. Si evidenzia Infine, quando sia la temperatura sia l’umidità massica dell’aria infine che la temperatura di mandata è stata valutata a partire dal esterna sono inferiori al set-point, il sistema si porta nella modalità punto di rugiada della batteria fredda, funzione del set-point sull’uHUM+AHP. L’umidificatore adiabatico sulla mandata viene attivato, midità massica e del cosiddetto fattore di by-pass della batteria, aprendo la valvola che gli fornisce acqua. La portata di gas naturale posto pari a 0,15. alla GAHP e il contenuto di acqua dell’umidificatore a pacco bagnato sono controllati in modo da inseguire il set-point sull’umidità massica dell’aria di mandata.

Il modello del sistema proposto Per valutare le prestazioni del sistema proposto è stato sviluppato in ambiente Matlab un modello numerico, strutturato in nodi e valido per il regime stazionario. Ogni nodo rappresenta un componente del sistema ed è caratterizzato da specifici input, output e parametri.

Per quanto riguarda le batterie alettate e il recuperatore di calore rotativo, sono state utilizzate le correlazioni ε-NTU, tarando il valore UA di input grazie ai risultati di prove sperimentali su un prototipo di sistema. Gli umidificatori a pacco bagnato sono stati modellati attraverso un’efficienza di umidificazione adiabatica con liquido. La ruota adsorbente è stata modellata utilizzando il modello proposto da Aprile et al. (2013) ed è stato tarato grazie ai risultati delle citate prove sperimentali. Infine, le prestazioni della GAHP sono derivate dai dati forniti dal produttore, ROBUR.

Il sistema di riferimento Il sistema di riferimento usato per l’analisi comparativa, mostrato in Figura 3, è composto da due ventilatori, un recuperatore di calore a flussi incrociati, due batterie alettate e un umidificatore a pacco bagnato. I sistemi di generazione della potenza frigorifera e di quella termica sono rispettivamente una pompa di calore elettrica condensata ad aria e una caldaia a condensazione.

Figura 3 – Schema del sistema di riferimento.

Figura 4 – EER della pompa di calore elettrica.

Risultati Fra le sette modalità operative possibili riportate in Tabella 1, l’analisi è stata circoscritta a quelle caratterizzate dal più alto fabbisogno di energia, la DEC+AHP e la HUM+AHP. I risultati che seguono sono riferiti a una portata dell’aria di mandata pari a 5000 m3/h.

Modalità operativa raffreddamento e deumidificazione (DEC+AHP) Le condizioni termoigrometriche fissate per l’aria di ripresa dall’ambiente interno sono T = 26 °C e UR = 50%. L’aria di mandata ha un set-point sull’umidità massica pari a 8,8 gw/kgda, che equivale a UR = 41,2% per T = 26 °C. La Figura 5, che riporta a destra la scala dei valori dell’umidità massica di mandata, mostra che il sistema è in grado di rispettare il set-point sull’umidità massica se l’aria esterna si trova a T = 25÷40 °C e x = 10÷12 gw/kgda. Per livelli di umidità massica maggiori, il set-point è garantito se la temperatura dell’aria esterna diminuisce fino alla condizione limite T = 25 °C e x = 14 gw/kgda, a causa del miglioramento delle prestazioni del rotore adsorbente all’aumentare dell’umidità relativa dell’aria esterna. Al di fuori di questo range, a causa del vincolo dato dalla pompa di calore sulla massima temperatura di rigenerazione, pari a circa 60 °C, il sistema non è in grado di deumidificare l’aria per più di circa 5 gw/kgda.

La Figura 6 mostra l’andamento della temperatura dell’aria di mandata, a completamento dell’analisi del comportamento del sistema proposto. Nello specifico, mostra il valore della minima temperatura

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RICERCA — Climatizzazione ad assorbimento ottenibile sfruttando al massimo il meccanismo di raffrescamento evaporativo indiretto, che può comunque essere limitato.

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Figura 7 – PER del sistema proposto.

Modalità operativa DEC+AHP Figura 5 – Umidità massica dell’aria di mandata. Modalità operativa DEC+AHP

Figura 8 – PER del sistema di riferimento.

Modalità operativa DEC+AHP Figura 6 – Temperatura dell’aria di mandata.

Modalità operativa DEC+AHP

Scendendo a un maggior livello di dettaglio, le Figure 9 e 10 mostrano i termini rispettivamente a numeratore e a denominaIl PER è definito dalla relazione: tore dell’equazione del PER. Il numeratore equivale all’effetto frigoIl PER è definito dalla relazione: rifero utile del sistema, il quale (1) arriva a un valore massimo di 37 kW effetto utile ℎ , −ℎ , nella condizione di massimo della temperatura esterna e dell’umiPER = = energia primaria non rinnovabile ∑ PEF + , ditàPEF massica. Il denominatore equivale invece al consumo di ener(1) gia primaria rinnovabile, PE , il cui valore massimo si ha per Errore. L'origineℎ riferimento rispettivamente per consil (1)l’andamento del PERnon to Le utile , − ℎnon è ,stata trovata. e 8 mostrano sistema proposto=e per quello di riferimento. Il PER del sistema proposto, in Errore.

L'origine riferimento non T = 25 °C, x = 14 gw/kgda. Le le seguenti condizioni dell’aria esterna: a non rinnovabile ∑ PEF PEF + maggior , è stata trovata., è maggiore di 1 nella parte delle Alla massima temperatura, T =di energia alla batteria calda, HX2, sono la massima richiesta condizioni simulate. cause 40 °C, e alla minima umidità massica, x= 10 g /kg , dell’aria esterna si ottiene il valore massimo di PER, pari w PER da rispettivamente per il abbinata alla minima temperaturaad’ingresso dell’aria sulla battenon è stata trovata. e 8 mostrano l’andamento del circa 1,8.

Il valore minimo, pari a 0,8, si ha per le seguenti condizioni dell’aria esterna: T = 25HX1, °C, cioè x = 13,5 erimento. Il PERLe delFigure sistema Errore. L'origine riferimento non ria di mandata, la massima richiesta di potenza alla GAHP 7 e 8proposto, mostranoinl’andamento del PER rispettivamente g /kg . da ellawmaggior parte delle condizioni simulate.

Alla massima temperatura, T = alla sua più bassa efficienza. La massima richiesta di scambio di per il sistema proposto e per quello di riferimento. Il PER del sistema ica, x= 10 gw/kg esterna si ottienediil1 nella valore massimo di delle PER,conpari a energia in HX2 è dovuta al minimo recupero di calore sul rotore da, dell’aria proposto, in Figura 7, è maggiore maggior parte cooling air dell’aria handlingesterna: unit. Energy and 40, 896-905.

0,8,desiccant si ha perevaporative ledizioni seguenti condizioni TT==25 °C,Buildings, = 13,5 simulate.

Alla massima temperatura, 40 °C, exalla minima umidità massica, x = 10 gw/kgda, dell’aria esterna si ottiene il valore massimoand di PER, pari a circa Il valore minimo, pari a 0,8, si ha per andling unit. Energy Buildings, 40,1,8.

896-905. le seguenti condizioni dell’aria esterna: T = 25 °C, x = 13,5 gw/kgda.

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RICERCA — Climatizzazione ad assorbimento recuperatore di calore alla massima capacità di deumidificazione come mostrato in Figura 11.

Modalità operativa riscaldamento e umidificazione (HUM+AHP)

Per la modalità riscaldamento e umidificazione la condizione di set-point sulla mandata è fissata a T = 20 °C e x = 5,5 gw/kgda, mentre la ripresa dagli ambienti è fissata a T = 20 °C e UR = 50%.

In questa modalità operativa è attivo solo il ciclo ad assorbimento, che recupera energia dall’aria esausta in espulsione.

ABBONATI PER LEGGERE La Figura 12 mostra che il sistema proposto è in grado di garantire il set-point sull’umidità dell’aria di mandata per la maggior parte delle condizioni simulate, ma non quando temperatura e umidità http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 dell’aria esterna raggiungono i valori minimi considerati, a causa della insufficienza della potenza termica disponibile.

Figura 9 – Potenza frigorifera. Modalità operativa DEC+AHP

Figura 12 – Umidità massica dell’aria di mandata. Modalità operativa HUM+AHP

Figura 10 – Consumo di energia primaria.

Modalità operativa DEC+AHP

Le Figure 13 e 14 mostrano il PER valutato rispettivamente per il sistema proposto e per il sistema di riferimento nella modalità operativa in oggetto.

Per il sistema proposto, il valore massimo di PER, pari a circa 1,7, si ottiene per una temperatura dell’aria esterna di circa 7 °C e per la più alta umidità massica esterna analizzata, pari a 3,5 gw/kgda. Le migliori prestazioni si concentrano nell’area del grafico intorno a una temperatura di 7 °C, essendo questa la condizione in cui il recuperatore di calore scambia più energia, dato che per livelli di temperatura inferiore la sua prestazione deve essere ridotta in modo da garantire sia

Figura 11 – Effetto del meccanismo IEC nella modalità operativa DEC+AHP

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RICERCA — Climatizzazione ad assorbimento adiabatico, una caldaia a condensazione e una pompa di calore condensata ad aria.

L’analisi basata sul PER mostra una migliore prestazione del sistema proposto sia nella modalità riscaldamento e umidificazione sia in quella raffrescamento e deumidificazione, dove la massima capacità di deumidificazione è pari a circa 5 gw/kgda.

Il sistema qui presentato è dunque particolarmente adatto a quelle aree dove il costo del gas naturale è basso e/o il sistema di ABBONATI PER LEGGERE generazione e distribuzione dell’energia elettrica è debole. n

l’energia necessaria all’evaporatore della pompa di calore sia l’assenza di fenomeni di formazione di brina sulla batteria alettata.

http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1

RINGRAZIAMENTI

Questa ricerca è stata supportata finanziariamente dal Ministero italiano dell’Istruzione dell’Università e della Ricerca (MIUR) e dalla Regione Lombardia.

SIMBOLOGIA

Figura 13 – PER del sistema proposto.

Modalità operativa HUM+AHP

Simboli h entalpia dell’aria umida (kJ/kgda) m. portata massica (kg/s) P potenza (kW) Q. potenza termica (kW) UR umidità relativa [-] T temperatura (°C) x umidità massica (gw/kgda) ε efficienza (-) Pedici ele elettrico ext esterno f combustibile da aria secca gas,gcv riferito al potere calorifico superiore del gas naturale w acqua

ACRONIMI

Figura 14 – PER del sistema di riferimento.

Modalità operativa HUM+AHP

Conclusioni È stato proposto e analizzato un sistema di climatizzazione dell’aria alimentato termicamente, frutto dell’accoppiamento di un ciclo ad adsorbimento e un ciclo ad assorbimento. Il ciclo ad adsorbimento è un ciclo DEC basato sull’uso di un rotore adsorbente, mentre il ciclo ad assorbimento è realizzato da una pompa di calore. La principale caratteristica del sistema è di utilizzare unicamente una pompa di calore ad assorbimento per attivare un ciclo DEC, creando un sistema a doppio effetto.

Il sistema è in grado di operare in sette diverse modalità operative secondo il set-point e le condizioni al contorno. Le principali modalità operative sono quella raffrescamento e deumidificazione e quella riscaldamento e umidificazione.

Nella modalità raffrescamento e deumidificazione la pompa di calore fornisce due effetti utili: da un lato la potenza termica necessaria al processo di deumidificazione per adsorbimento e dall’altro la potenza frigorifera all’aria di mandata.

Nella modalità riscaldamento e umidificazione i circuiti idronici che collegano l’UTA alla pompa di calore si invertono, in modo da utilizzare quest’ultima per il riscaldamento dell’aria di mandata, recuperando energia dall’aria in espulsione.

Il principale indicatore di prestazione del sistema utilizzato è il PER, che è stato stimato anche per un sistema di riferimento composto da un recuperatore di calore a flussi incrociati, un umidificatore

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BP DEC DW ea EER GAHP GAX HX IEC oa PEF PER ra RoHX sa UTA

By-Pass Desiccant Evaporative Cooling rotore adsorbente aria estratta Energy Efficiency Ratio [-] Gas Absorption Heat Pump Generator Absorber heat eXchanger scambiatore di calore Indirect Evaporative Cooling aria esterna Primary Energy Factor Primary Energy Ratio aria espulsa recuperatore di calore rotativo aria di mandata unità trattamento aria

BIBLIOGRAFIA

Daou K., Wang R., Xia Z. 2006. Desiccant cooling air conditioning: a review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 10(2), 55-77.

Henning H.H. 2007. Solar assisted air conditioning of buildings – an overview. Applied Thermal Engineering, 27(10), 1734-1749.

Beccali M., Finocchiaro P., Nocke B. 2009. Energy and economic assessment of desiccant cooling systems coupled with single glazed air and hybrid PV/thermal solar collectors for applications in hot and humid climate. Solar Energy, 83, 1828-1846.

Frein A., Aprile M., Muscherà M., Scoccia R., Motta M. 2015. A Continuous Commissioning Analysis and its Application to a New Installed Solar Driven DEC System Coupled with Heat Pump. Energy Procedia, 70, 435-444.

Ruthven D.M. 1984. Principles of Adsorption and Adsorption Processes. Hoboken: John Wiley & Sons.

Aprile M., Mario M. 2013. Grey-box modelling and in situ experimental identification of desiccant rotors. Applied Thermal Engineering, 51(1-2), 55-64.

Seem J.E., Park C., House J.M. 1999. A new sequencing control strategy for air handling units.

HVAC&R Research, 5(1).

www.aicarr.org Appuntamenti con l’Associazione Quaranta relazioni e quasi 200 persone al Convegno di Bologna del 15 ottobre a cura di Piercarlo Romagnoni

Lo scorso 15 ottobre si è tenuto a Bologna il consueto appuntamento con il Convegno AiCARR. Come i nostri Soci ricorderanno, il Convegno è organizzato durante il Salone SAIE Smart House Exhibition, dedicato all’edilizia e ai prodotti per le costruzioni.

In particolare, il 33° Congresso AiCARR è stato focalizzato sul tema “Comfort e risparmio energetico negli edifici esistenti: diagnosi, contabilizzazione, monitoraggio, building automation” ed ha avuto un’eccellente partecipazione sia a livello di relatori che di pubblico.

Il Convegno si prefiggeva l'obiettivo di fornire strumenti idonei per valutare le modalità di intervento sugli edifici esistenti, anche con l'ausilio di significativi casi studio. Infatti la possibilità di intervenire sull'efficientamento energetico degli edifici esistenti, non solo migliorandone le prestazioni dell'involucro edilizio, ma soprattutto adottando sistemi e soluzioni impiantistiche innovative che possano ridurre in modo significativo i consumi energetici per la climatizzazione, è di primaria importanza per superare la fase di stallo economico del nostro Paese.

Un tema attuale declinato nei suoi molteplici aspetti

Che il tema fosse attuale e di interesse lo hanno confermato le 36 relazioni (più 4 ad invito) e le oltre 160 persone partecipanti che hanno costretto gli organizzatori ad uno sforzo non indifferente per definire il programma della giornata e renderlo accattivante.

La giornata è stata così “divisa” in più fasi: la prima parte caratterizzata da relazioni aventi come tema conduttore la diagnosi energetica, la seconda parte focalizzata sulla contabilizzazione del calore e la regolazione. La terza sui casi studio: in mezzo un’interessante tavola rotonda sul tema “Regolazione e contabilizzazione: opportunità e complessità di intervento negli edifici esistenti” moderata dal prof. Moncada Lo Giudice e con gli interventi di AiCARR (Marco Dell’Isola), ASSISTAL (Lino Ranieri) e ANACI (Marco Marchesi).

I partecipanti possono scaricare le memorie

in formato “pdf” direttamente sul sito AiCARR nel link “Convegni” dedicato a Bologna.

Alcune doverose sottolineature sull’evento: le relazioni ad invito (in particolare quelle del Segretario tecnico di AiCARR Luca Piterà, di Marco Dell’Isola e di Giorgio Ficco, nonché quella del gruppo Semprini-RaffelliniDall’Olio-Giannoni-Scuderi) hanno evidenziato in modo chiaro, dettagliato ed esaustivo gli aspetti legislativi e normativi, fornendo ai progettisti una panoramica completa sulle problematiche relative alle applicazioni delle tecniche di diagnosi energetica e di contabilizzazione e sulla valutazione dei benefici derivanti dall’adozione della Building Automation, offrendo inoltre una chiave di lettura assai efficace per i casi studio presentati nelle altre memorie.

Altrettanto interessante la relazione di Gianfranco Gianni che, portando il contributo degli installatori, ha giustamente evidenziato

la necessità di instaurare un proficuo rapporto di scambio di informazioni con il progettista, in un regime di qualità certificata, per ridurre i margini di errore nei risultati attesi.

I casi studio presentati sia nelle memorie orali sia in quelle che, per ragioni di spazio e tempo, sono state indirizzate nella sessione poster, hanno confermato come ormai le tecniche di diagnosi energetica e i monitoraggi degli esiti degli interventi di ristrutturazione siano essenziali per il raggiungimento di un’elevata qualità dell’intervento.

In definitiva, un bilancio molto soddisfacente per l’Associazione.

I prossimi appuntamenti sono già in cantiere e l’orizzonte temporale ci porta a marzo 2016 con MCE: appuntamento biennale nel quale AiCARR, ancora una volta, gioca un ruolo chiave con le proprie offerte culturali, proposte anche con la prestigiosa collaborazione di ASHRAE e REHVA.

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Percorso Specialistico "Impianti termici e di climatizzazione per le strutture sanitarie" Settima edizione a gennaio I professionisti che operano nelle strutture sanitarie hanno necessità di conoscere approfonditamente caratteristiche, funzionamento e criticità delle più diffuse tipologie di impianti tecnologici, al fine di monitorarne e migliorarne la gestione e manutenzione, svolgere con maggior efficacia le azioni di vigilanza e controllo e prevenire rischi igienico-sanitari.

In risposta a queste esigenze, ritorna nel 2016 il corso introduttivo teorico-applicativo "Impianti termici e di climatizzazione nelle strutture sanitarie", strutturato nei due moduli SA01 e SA02, di due giornate ciascuno per complessive 32 ore di lezione. Il corso fornisce nozioni di base sul comfort termoigrometrico e sul trattamento dell'aria e dell'acqua; illustra i principi di funzionamento, le caratteristiche costruttive e le più diffuse applicazioni in ambito sanitario degli impianti termici, di climatizzazione e di preparazione di acqua calda sanitaria; evidenzia le norme di riferimento e le procedure indispensabili per ridurre i rischi connessi al funzionamento degli impianti; presenta i criteri essenziali che orientano la scelta delle più adeguate politiche di gestione e manutenzione degli impianti; analizza le principali soluzioni e strategie utili al contenimento dei consumi energetici; offre i riferimenti bibliografici essenziali per l'approfondimento delle tematiche trattate.

Il calendario 20 e 21 gennaio: Impianti di climatizzazione e architettura dei sistemi impiantistici (modulo SA01) 27 e 28 gennaio: Centrali termofrigorifere, idriche e acqua calda sanitaria - Trattamento acqua - Conduzione e manutenzione (modulo SA02)

www.aicarr.org a cura di Lucia Kern

L’intenso programma di AiCARR a MCE 2016 La partecipazione di AiCARR a MCE si preannuncia, anche per l’edizione 2016 del Salone milanese, ricca di contenuti di grandissima attualità e caratterizzata da un respiro decisamente internazionale.

Il programma, in fase di definizione, vede innanzitutto in agenda il Seminario sulle Smart Grid: il dibattito sulla gestione “intelligente” della rete elettrica sarà animato dalla partecipazione di rappresentanti di ASHRAE e REHVA e degli autori del volume AiCARR che verrà distribuito nel corso dell’evento, fra i quali: Livio de Santoli e Luca A. Piterà per AiCARR, Vittorio Chiesa e Giuliano Dall’O' del Politecnico di Milano, Walter Grattieri di RSE, Ricerche Sistema Elettrico Spa, Marcello Capra, del MiSE, Arturo Losi e Marco Dell’Isola dell’Università degli Studi di Cassino e di un rappresentante di AEEGSI. Gli appuntamenti AiCARR in MCE, ideali per chi cerca momenti di aggiornamento snelli ed esaurienti fra una visita e l’altra agli stand, vedranno fra i temi sviluppati anche le prime

ricadute sul territorio dei DM 26 giugno 2015 - "Decreto requisiti minimi" e nuovo APE - e del Regolamento UE 1253/2014 sulle unità di ventilazione, oltre al sempre complesso e dibattuto argomento della contabilizzazione del calore. L’applicazione della legislazione europea sui requisiti minimi contestualizzata in diversi Paesi è infine il focus al centro del Seminario REHVA-AiCARR, che potrà contare sulla presenza di relatori internazionali provenienti da alcune delle Associazioni federate REHVA.

Proseguono nel 2016 i Seminari sui DM efficienza e certificazione energetica e sulla contabilizzazione del calore Nascono nell’ambito delle numerose iniziative AiCARR sul territorio i due cicli di Seminari dedicati rispettivamente alla presentazione dei nuovi Decreti Ministeriali che definiscono la normativa in materia di efficienza e certificazione energetica e all’analisi, in termini legislativi e tecnologici, del complesso tema della contabilizzazione del calore. Partiti a settembre, i Seminari, a cura della Commissione Comitati Tecnici e della Commissione Attività Territoriali, stanno approdando in molte città italiane.

Ma vediamoli più da vicino.

Il ciclo di Seminari “Requisiti energetici minimi, relazione di progetto e nuovo APE: come cambia il quadro normativo di riferimento” è focalizzato sui tre provvedimenti, pubblicati in G.U. il 26 luglio scorso e in vigore dallo scorso 1 ottobre, che rivoluzionano il panorama normativo e legislativo nazionale sul tema. AiCARR, con questo Seminario, intende analizzare, anche con l'ausilio di esempi applicativi, le novità introdotte dai Decreti rispetto al quadro normativo attuale, illustrare le nuove UNI/TS 11300, per le quali si è recentemente conclusa l’inchiesta pubblica, e discutere strategie per una corretta ed efficace applicazione di questi nuovi strumenti sia per l’efficienza energetica sia per la certificazione.

“L'attuazione dell’art. 9 del d.lgs 102/14 “misurazione e fatturazione dei consumi energetici”: problemi e soluzioni tecnologiche” è il tema del secondo filone di

Seminari, organizzato con l’obiettivo di analizzare le criticità nell’attuazione del d.lgs 102/2014 in materia di contabilizzazione del calore nei sistemi di riscaldamento, raffreddamento e fornitura di acqua calda sanitaria, illustrare le problematiche tecnologiche relative ai sistemi di contabilizzazione del calore diretti ed indiretti e proporre strategie per un corretto utilizzo delle informazioni sui consumi energetici degli edifici in ciascuna unità abitativa, promuovendo la consapevolezza dei consumatori e l’utilizzo diffuso degli smart meter e dei sistemi di visualizzazione dei dati di consumo “in home”.

Sono già in programma due appuntamenti per il 2016: a Palermo il 22 gennaio e a Trieste il 27 gennaio.

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AiCARR, l'idronica e la cultura

Si è tenuta martedì 22 settembre, presso il Politecnico di Milano Bovisa, la presentazione del “Manuale di ausilio alla progettazione termotecnica. Idronica”, la più recente pubblicazione di AiCARR. Un incontro ufficiale da un lato, ma anche un momento di piacevole incontro fra colleghi e di proficuo confronto con altri importanti attori del settore, quali associazioni del calibro di Assistal e Assoclima e le aziende.

Ringraziando gli autori, che hanno messo a disposizione prezioso know how e altrettanto prezioso tempo per la realizzazione di un’opera decisamente imponente e del tutto inedita nel panorama editoriale, il Presidente de Santoli ha sottolineato in apertura come, con la pubblicazione di questo Manuale, AiCARR espliciti concretamente la sua missione di elevare la cultura di settore, come indicato nello Statuto. “Questa pubblicazione – ha proseguito de Santoli lascia un’impronta nella storia dell’Associazione, rinsalda il senso di appartenenza alla comunità AICARR e, al contempo, apre nuove strade e opportunità, perché presentarsi alle Istituzioni con un’opera del genere fra le mani conferma ulteriormente la nostra credibilità e autorevolezza”.

Non solo i presenti, che hanno avuto l’opportunità di sfogliare il volume, ma anche gli autori stessi sono parsi particolarmente soddisfatti del risultato ottenuto: “Ce l’abbiamo fatta – ha commentato Matteo Bo, Presidente della Commissione Comitati Tecnici per lo scorso triennio, sotto la cui egida è stato sviluppato il lavoro – e con un risultato di gran lunga superiore alle aspettative. Una pubblicazione che era partita come una Linea Guida, secondo l’attività dei Comitati Tecnici, si è trasformata in un Manuale di ausilio alla progettazione di oltre 600 pagine. Da sottolineare in modo particolare è la generosità degli autori, che hanno condiviso senza reticenze il proprio sapere e la propria esperienza, frutto di anni di studi e lavoro”. Autori che sono stati citati da Adileno Boeche, Coordinatore del Manuale, in abbinamento ai 12 capitoli e all'ampia appendice che compongono il volume.

Che di una produzione editoriale del genere si sentisse la necessità è stato confermato dagli ospiti intervenuti, provenienti da diversi ambiti. “Con la corsa al prezzo basso e ai tempi rapidi – ha osservato in proposito Maurizio Esitini, Direttore Generale Assistal – il mercato ha subito un impoverimento culturale, e oggi tutti abbiamo più

che mai bisogno di una condivisione di conoscenze per crescere. Questo Manuale è un’occasione unica di trasferimento di knowhow, uno strumento che risulterà prezioso per confrontarci sul mercato”.

Anche Massimiliano Pierini, Managing Director di Reed Exhibitions Italia, sottolineando la vocazione della propria azienda ad affiancare all’aspetto commerciale la diffusione di cultura, ha evidenziato l’importanza della nuova pubblicazione di AiCARR: “Credo che la progettazione, in questo settore, sia alla base di tutto e il Manuale presentato oggi è uno strumento di supporto concreto, una fonte di conoscenza per chi lavora.

Mi fa molto piacere quindi essere qui e poter contribuire alla diffusione di quest’opera”.

Luca Pauletti, AD di Belimo Italia, l’azienda che ha contribuito a sostenere economicamente il Manuale, ha commentato: “Da ingegnere meccanico e socio AiCARR non posso che confermare che si sentiva l’esigenza di una pietra miliare organica dedicata a un argomento complesso e fondamentale come l’idronica. È grazie a lavori come questo che si esplicita il meglio del Made in Italy”.

“I prodotti italiani rappresentano l’eccellenza europea – ha confermato anche Marco Dall’Ombra, Vice Presidente di Assoclima - e ciò è strettamente legato al lavoro di professionisti come gli autori di questo volume: professionisti che, in qualità di fornitore, ho avuto il privilegio di incontrare più volte e dai quali ho sempre avuto modo di apprendere”. Dall’Ombra ha anche sottolineato l’importanza di un aggiornamento dei contenuti del Manuale nel tempo e della trasposizione dell’opera in formato digitale.

“La versione digitale del Manuale – ha confermato Luca A. Piterà, Segretario tecnico AiCARR, fra gli autori del volume – è già prevista come regalo per i nostri Associati.

Dal 2016, infatti, i Soci AiCARR potranno consultare gratuitamente il Manuale sul sito, da pc, tablet e smartphone, in modo che l’opera sia fruibile ovunque, in ufficio come in cantiere”.

“In un mondo sempre più superficiale – ha concluso il Presidente de Santoli – AiCARR è una piattaforma di discussione per la diffusione di cultura e competenze. I progettisti chiedono supporto per il proprio lavoro così come, abbiamo visto anche oggi, tutta la filiera - dall’industria all’installazione - chiede cultura e conoscenza: il nostro Manuale si propone come una risposta concreta a queste esigenze”.

Al via il 2 febbraio il Percorso Fondamenti 2016 Sono in programma a partire dai primi di febbraio i venti corsi sui temi essenziali della progettazione di impianti del Percorso Fondamenti, indispensabile per chi intende affacciarsi alla professione supportato da un’efficace preparazione tecnica di base. Ormai collaudato in varie edizioni, che hanno visto la formazione di molti neodiplomati e neolaureati, il Percorso prevede lezioni teoriche e pratiche, oltre a esercitazioni in aula; gli argomenti sono selezionati dagli esperti di AiCARR Formazione e affidati ai più qualificati professionisti e accademici di settore. Al termine del Percorso, frequentabile integralmente oppure selezionando i moduli di interesse grazie alla flessibile struttura a moduli, il partecipante è in grado di “leggere” un progetto e ha acquisito le nozioni essenziali per cominciare a muoversi con sicurezza nel mondo della climatizzazione.

Psicrometria e qualità dell’aria, Calcolo dei carichi termici estivi e invernali, otto corsi dedicati alla Progettazione di impianti, Centrali termiche, idriche e frigorifere, la Regolazione automatica degli impianti e gli aspetti formali e legislativi nella redazione di un Progetto sono gli argomenti trattati nel Percorso, che si concluderà il 28 aprile.

Per ogni corso verranno richiesti al CNI 7 crediti formativi per gli ingegneri e al CNPI 7+3 crediti formativi per i periti industriali.

A Milano, il 10 febbraio, la “pillola” sul BEMS Progettisti termotecnici e civili, esperti in gestione dell’energia, energy manager, tecnici di aziende per la gestione e fornitura di sistemi energetici, tecnici addetti alla verifica e al controllo del funzionamento degli impianti sono le figure professionali alle quali si rivolge il corso “in pillole” sul BEMS - Building Energy Management System, che AiCARR Formazione propone in varie città italiane.

Ricordiamo che l’acronimo BEMS è stato introdotto dalla Norma UNI EN 15232 “Prestazione energetica degli edifici Incidenza dell'automazione, della regolazione e della gestione tecnica degli edifici” del 2012 e fa riferimento a un sistema di gestione dell’edificio, in ottica dinamica, che ha l’obiettivo di perseguire il minor consumo di energia durante il funzionamento e per l’intero ciclo di vita dell’insieme edificio-impianto, attraverso idonei sistemi di automazione e controllo evoluto ed efficiente. I BEMS sono infatti in grado di gestire la prestazione energetica dell’edificio in modo automatico, continuo e dinamico, rendendola meno dipendente dalle imprevedibili abitudini degli utenti e garantendo, nel contempo, i massimi livelli di comfort, sicurezza, e qualità.

Il corso di mezza giornata, condotto da Marco Vincenzi di Trend Control Systems, illustra cosa sia un sistema BEMS e quanto sia fondamentale la sua corretta progettazione ai fini della prestazione energetica degli edifici. Dopo aver definito i fondamenti per il dimensionamento di un sistema BEMS, si farà riferimento al suo impatto all’interno dei principali protocolli di sostenibilità, concludendo con esempi applicativi tratti dalla pratica quotidiana.

Saranno richiesti Crediti Formativi Professionali per gli ingegneri.

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Esame EGE: perché certificarsi al più presto Il 19 luglio 2016 è una data cruciale per la figura professionale dell’Esperto in Gestione dell’Energia, per il quale certificare la propria professionalità sarà una condizione obbligatoria al fine di poter condurre le diagnosi energetiche periodiche prescritte per grandi imprese e imprese energivore, in base al DLgs 102 del 4/07/2014 di recepimento della direttiva europea sull'efficienza energetica.

AiCARR Formazione, in collaborazione con ICMQ, già da mesi certifica Esperti in Gestione dell’Energia (EGE) in base allo schema di certificazione e accreditamento per la conformità alla norma UNI CEI 11339:2009 in materia di EGE, pubblicato lo scorso maggio dal Ministero dello sviluppo economico e del Ministero dell’ambiente.

Per accedere all’esame, il candidato deve possedere i requisiti in materia richiesti dall’Organismo di Certificazione: un titolo di studio, almeno il diploma di scuola media superiore, e l’esperienza lavorativa, dimostrando di aver ricoperto mansioni tecniche e/o manageriali nella gestione dell’energia (energy management) e di aver svolto almeno 7 sui 17 compiti previsti al Capitolo 4 della Norma UNI CEI 11339:2009. Sono obbligatori quelli ai punti 1, 4, 6 e 7, ovvero almeno una diagnosi energetica completa comprensiva dell’individuazione di interventi migliorativi anche in relazione all’impiego delle fonti energetiche rinnovabili che includa: un’analisi del sistema energetico di un edificio civile o industriale (analisi dei processi, degli impianti, delle tecnologie e della politica energetica); gestione di una contabilità energetica analitica, valutazione dei risparmi ottenuti dai progetti di risparmio energetico e relative misure; analisi tecnico-economica e di fattibilità degli interventi e valutazione dei rischi.

Dopo la sessione d’esame del 26 novembre, è prevista una nuova sessione il 26 febbraio 2016.

Percorso STED: nuova edizione a Milano, dal 30 marzo Dopo il notevole interesse riscosso dalle precedenti edizioni, ritorna il Percorso "Simulazione termoenergetica dinamica degli edifici", organizzato da AiCARR Formazione in collaborazione con IBPSA Italia. Il Percorso fornisce le basi per la costruzione di modelli termoenergetici di sistemi edilizi e impiantistici all’interno di due tra i più diffusi software di simulazione dinamica: EnergyPlus e TRNSYS. Ogni modulo proposto ha una durata complessiva di 4 giorni, i primi due dedicati ai fondamenti teorici e all’installazione dei rispettivi software e gli altri due all’impiego degli stessi. È possibile iscriversi a uno o entrambi i moduli.

Il Percorso è di particolare interesse per tutti i professionisti che, per incrementare la propria competitività sul mercato e garantire la soddisfazione della committenza, intendono avvicinarsi allo studio dei modelli di simulazione di componenti edilizi e impiantistici per essere in grado di valutare e definire i requisiti di prestazione energetica nel lungo periodo.

Il calendario 30 e 31 marzo: Teoria per Modulo B e Modulo C Il programma teorico (16 ore) è comune e propedeutico ai due moduli software EnergyPlus e TRNSYS. 3 e 4 maggio: Modulo B - Energy Plus 24 e 25 maggio: Modulo C – TRNSYS Verranno richiesti 48 CFP per gli ingegneri che partecipano a entrambi i moduli (B + C) oppure 32 CFP per gli ingegneri che parteciperanno a un solo modulo (solo B o solo C) Tutte le informazioni relative alla Formazione aziendale sono pubblicate sul sito www.aicarrformazione.org nell’area dedicata

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I vincitori del Premio Tesi di laurea 2015

La grande attenzione di AiCARR nei confronti di quelli che saranno i professionisti di domani culmina ogni anno nell’attesissimo Premio Tesi di Laurea, grazie al quale quattro neolaureati con tesi inerenti il tema della sostenibilità hanno l’opportunità di vincere altrettante borse di studio del valore di 2.500 euro.

Sono stati ufficialmente premiati il 15 ottobre nel corso del 33° Convegno di Bologna dal Presidente de Santoli i vincitori dell'edizione 2015.

Questi i nomi: • Gianluca Grazieschi “Ipotesi di riqualificazione energetica del complesso residenziale di Francesco Zannetti in via Cimarosa a Perugia” Università degli Studi di Perugia - Dipartimento di Ingegneria Edile-Architettura Relatori: Prof. Francesco Asdrubali, Prof. Paolo Belardi • Francesco Isaia “Vacuum Insulation Panels: thermal bridging effects and energy performance in real building applications” Politecnico di Torino - Dipartimento di Ingegneria Edile Relatore: Prof. Marco Perino • Giulio Pellegrini “Simulazione delle prestazioni energetiche stagionali di un sistema GS-GAHP e analisi dei dati di monitoraggio della scuola dell'infanzia di Oulx (TO)” Università di Pisa - Dipartimento di Ingegneria Energetica Relatore: Prof. Walter Grassi • Giulio Vialetto “SOFC based power, heat and cooling system for household applications” Università degli Studi Di Padova - Dipartimento di Tecnica e Gestione dei Sistemi Industriali Relatore: Prof. Marco Noro

On-line gli interventi AiCARR in tema di consultazioni pubbliche AiCARR offre ora la possibilità di reperire sul sito, nella sezione Normative, i documenti inviati dall’Associazione alle Istituzioni in risposta a consultazioni pubbliche.

Il più recente è il documento dell’8 ottobre scorso, indirizzato al Presidente della 10° Commissione Permanente del Senato della Repubblica, contenente le osservazioni formulate da AiCARR allo Schema di decreto legislativo recante disposizioni integrative al decreto legislativo 4 luglio 2014, n. 102, di attuazione della direttiva 2012/27/UE sull’efficienza energetica, che modifica le direttive 2009/125/CE e 2010/30/UE e abroga le direttive 2004/8/CE e 2006/32/CE”.

AiCARR si è espressa sulle modifiche all'articolo 9 del decreto legislativo 4 luglio 2014, n.

102, dove ora compare, al comma 3, “i sistemi di misurazione intelligenti forniscano ai clienti finali informazioni sulla fatturazione precise e basate sul consumo effettivo (…)”: la nostra Associazione è in disaccordo con la proposta di modifica, in quanto i sistemi di misurazione intelligente non possono fornire ai clienti finali direttamente informazioni sulla fatturazione; tali informazioni possono essere trasmesse dal Gestore al cliente finale sulla base delle informazioni provenienti dalle misurazioni. Inoltre

all’interno del comma 7 lettera a) del D.lgs. 102 tali informazioni sono già specificate.

Altra osservazione di AiCARR è relativa al comma 8-bis che, aggiunto nella proposta di modifica dopo il comma 8, recita “La ripartizione dei costi relativi alle informazioni sulla fatturazione per il consumo individuale di riscaldamento e di raffrescamento nei condomini e negli edifici polifunzionali di cui al comma 5 è effettuata senza scopo di lucro.

L'autorità per l'energia elettrica, il gas e il sistema idrico, entro il 31 dicembre 2016, stabilisce i costi di riferimento a cui i fornitori del servizio sono tenuti ad uniformarsi ".

AiCARR ritiene invece che debbano essere definiti i requisiti minimi che la ripartizione deve avere al fine di poter definire un costo di riferimento e rileva la mancanza del riferimento al servizio di acqua calda sanitaria, proponendo come modifica il seguente testo: “L’autorità per l’energia elettrica, il gas e il sistema idrico, entro il 31 dicembre 2016 stabilisce le informazioni minime che devono essere contenute nella ripartizione dei consumi individuali di riscaldamento, di raffrescamento e acqua calda sanitaria, nei condomini e negli edifici polifunzionali di cui al comma 5, i costi di riferimento a cui i fornitori del servizio sono tenuti ad uniformarsi.”

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Comitato Tecnico Fondamenti: così è nato il Manuale d'ausilio alla progettazione termotecnica. Idronica La nostra panoramica sui Comitati Tecnici AiCARR prosegue con il Comitato Tecnico Fondamenti, che ha da poco ultimato e presentato un’opera di grande rilievo: il Manuale d'ausilio alla progettazione termotecnica. Idronica. che sta ottenendo un grande riscontro presso gli operatori del settore. Ne parliamo con Matteo Bo, coordinatore del CT Fondamenti, sotto la cui egida è stato realizzato il Manuale.

Come è nato il CT Fondamenti e quali sono i suoi compiti?

Quando nei primi mesi del 2011, da poco Presidente della Commissione Comitati Tecnici all’interno della Giunta presieduta da Michele Vio, ebbi il compito di riorganizzare la struttura e il funzionamento della Commissione rinforzando il suo ruolo di organo consultivo dell'Associazione, con lo scopo di aggiornare e approfondire specifiche tematiche nei settori di interesse di AiCARR, per prima cosa istituii i Comitati Tecnici "Permanenti".

In quest'ambito non potevo non individuare come primo fra questi il Comitato Tecnico "Fondamenti" al quale si sarebbero dovuti assegnare tutti gli argomenti attinenti alla cultura di base del nostro settore.

Per rendere più chiaro il campo d'azione di questo Comitato Tecnico, mutuai il suo nome dal primo degli Handbook Ashrae, che, com'è noto, si chiama per l'appunto "Fundamentals".

All'epoca mi assegnai ad interim il ruolo di Coordinatore di tale Comitato Tecnico, confidando di trovare in seguito con più calma un più autorevole sostituto.

Poi quasi subito iniziò l'avventura del Manuale di idronica, che fu il primo dei temi che volli mettere in agenda, ed ero talmente coinvolto e interessato a questa importante e impegnativa iniziativa che decisi di mantenere il ruolo di Coordinatore per poterla seguire e gestire più da vicino.

Parliamo appunto del Manuale d'ausilio alla progettazione termotecnica. Idronica, che, pubblicato a settembre, sta ottenendo un grande successo. Come e quando è nata l'idea, qual è l'obiettivo di questa pubblicazione, quali i suoi contenuti?

Riorganizzati i Comitati Tecnici occorreva assegnare loro le tematiche da sviluppare. Una che personalmente mi è sempre stata molto a cuore era quella attinente alla corretta impostazione progettuale dei circuiti idronici. Ho sempre ritenuto infatti che una delle principali lacune culturali presenti nell'ambito della progettazione degli impianti HVAC e idraulici in genere fosse quella relativa a una approfondita e consapevole conoscenza dei corretti criteri di progettazione dei circuiti idronici.

Si vedono ancora troppo frequentemente progetti che presentano gravi, a volte gravissimi errori di impostazione idronica dei circuiti.

Non sempre infatti sono a tutti noti e chiari i motivi per cui una determinata apparecchiatura deve essere idronicamente collegata in un determinato modo e quali sono le implicazioni e le conseguenze di collegamenti non adeguati. Come ho avuto modo di precisare nella prefazione al volume, solamente una mirata progettazione delle reti termofluidiche garantisce il corretto funzionamento degli impianti, consentendo ai sistemi di produzione energetica di operare senza rischio di avarie e nelle migliori condizioni di resa e ai sistemi di utenza di fornire le prestazioni attese in qualsiasi situazione di esercizio.

Bisognava quindi redigere un manuale in cui venissero illustrati e approfonditi non solo i criteri di dimensionamento dei circuiti idraulici, ma anche e soprattutto i criteri relativi alla loro scelta e impostazione progettuale, in relazione alle caratteristiche prestazionali e alle esigenze funzionali delle macchine, delle apparecchiature e dei terminali che tali reti sono chiamate a collegare e a rendere fra loro funzionanti nel migliore dei modi.

Mi sono allora rivolto ad un gruppo di amici, la maggior parte dei quali come me non più giovanissimi, che da sempre sapevo essere attenti e appassionati cultori di questa importante disciplina e ho chiesto a loro di cimentarsi in questa impresa. Hanno condiviso l'idea e accettato la sfida Adileno Boeche (che ha svolto anche il ruolo di Coordinatore del Gruppo di Lavoro), Alberto Cavallini, Davide Elardo, Luca Piterà,

Stefano Venco, Michele Vio e infine, in qualità di revisore, Mara Portoso.

Sono molto contento e orgoglioso del lavoro che è stato svolto. Il testo è, a mio giudizio, di straordinaria importanza, unico nel suo genere non soltanto a livello nazionale, ma anche internazionale. Un manuale di ausilio alla progettazione di oltre 600 pagine, che affronta e analizza in modo sistematico e completo tutti gli argomenti attinenti l'idronica e che fornisce, questo era l'obiettivo finale, tutta una serie di indicazioni progettuali precise, addirittura sotto forma di schemi funzionali di principio. Un testo quindi da tenere a portata di mano per farne quell'uso quotidiano per cui esso è stato volutamente e specificatamente pensato. Un testo da raccomandare e far subito imparare ai giovani che ambiscono a diventare progettisti di impianti meccanici.

L'unico rammarico è il tempo che ci è voluto: sono stati necessari più di quattro anni per pubblicare il manuale e, paradossalmente, le maggiori difficoltà e le maggiori perdite di tempo sono state causate non tanto dalla stesura dei testi, quanto piuttosto dall'attività di editing, in poche parole dal passaggio dalla brutta alla bella copia.

Sono emersi in tal senso tutti i limiti e tutte le difficoltà tipici delle attività quasi integralmente affidate al volontariato. L'Associazione dovrebbe, a mio giudizio, fare tesoro di questa esperienza e cercare di investire maggiori risorse a supporto di iniziative come questa.

Quali altri gruppi di lavoro sono attualmente operativi nel Comitato Tecnico Fondamenti? È operativo un GdL coordinato da Aroldo Bargone che sta affrontando un tema, a mio parere, altrettanto importante e in merito al quale vi è ancora moltissimo da approfondire. Si tratta dei criteri di progettazione antisismica degli impianti meccanici, che dovremmo già da tempo adottare in tutte le realizzazioni degli edifici soggetti a tale vincolo, ma che sono tutt'altro che noti e codificati. È certamente una tematica alquanto complessa e insidiosa, soprattutto perché richiede conoscenze e competenze che esulano anche di molto dalla nostra disciplina, essendo più attinenti all'ingegneria strutturale.

Aroldo Bargone ha messo in campo un'ottima squadra chiamando molti esperti al di fuori dell'ambito AiCARR e ha impostato una completa scaletta di contenuti.

Mi auguro che anche con questa linea guida si possano replicare i risultati ottenuti con il Manuale di Idronica.

Matteo Bo, Coordinatore Comitato Tecnico Fondamenti

ABBONATISU

Fascicolo

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#36

Edifici storici

Contabilizzazione

#37

Efficienza nell’industria

Ventilazione

#38

Edifici del terziario

Antincendio

#39

Edifici per la sanità

Filtrazione

#40

Riqualificazione strutture ricettive

Rinnovabii

#41

Sviluppi pompe di calore

VRF idronico

www.quine.it

AMBIENTE

Organo Ufficiale AiCARR

Organo Ufficiale AiCARR

VENTILAZIONE

REFRIGERAZIONE

RIPARTITORI PER LA CONTABILIZZAZIONE DEL CALORE ISPEZIONE DEGLI IMPIANTI DI REFRIGERAZIONE E CONDIZIONAMENTO CASE STUDY

SISTEMA IDRONICO DI RECUPERO DI CALORE NEGLI OSPEDALI

COGENERAZIONE

VENTILAZIONE MECCANICA INNOVATIVA TECNOLOGIE PER L’ACCUMULO TERMICO LATENTE

SISTEMI IBRIDI NELLA CLIMATIZZAZIONE CERTIFICARE LA SOSTENIBILITÀ

Nuovo Protocollo per il patrimonio edilizio italiano

ILSICUREZZA RISPARMIO NELLA PUBBLICA AMMINISTRAZIONE / VENTILAZIONE / SISTEMI IBRIDI POSTE ITALIANE SPA – POSTA TARGET MAGAZINE - LO/CONV/020/2010.

ANNO 6 - MAGGIO-GIUGNO 2015

SCOP, un indice di prestazione inutile

GEOTERMIA

8Mag, il primo refrigeratore magnetico rotorico italiano

RIQUALIFICAZIONEACCUMULO DELLE STRUTTURE RICETTIVE

LA RIVISTA PER I PROFESSIONISTI DEGLI IMPIANTI HVAC&R COSA SI INTENDE PER NZEB? POMPE DI CALORE

Etichetta energetica e progettazione ecocompatibile Soluzioni di filtrazione antibatterica in CTA Diagnosi e monitoraggio in continuo di due impianti a pompa di calore geotermica

POSTE ITALIANE SPA – POSTA TARGET MAGAZINE - LO/CONV/020/2010.

AMBIENTE

AMBIENTE

Il futuro della microcogenerazione Studio comparato di fattibilità per impianti cogenerativi Monitoraggio della centrale di trigenerazione per l’ospedale di Genova

BIOMASSE, QUALI PROSPETTIVE? POMPE DI CALORE A CO2, SCENARI FUTURI

MICROCOGENERAZIONE E TRIGENERAZIONE

ISPEZIONI / POMPE DI CALORE / CONTABILIZZAZIONE POSTE ITALIANE SPA – POSTA TARGET MAGAZINE - LO/CONV/020/2010.

REFRIGERAZIONE LA RIVISTA PER I PROFESSIONISTI DEGLI IMPIANTI HVAC&R CLASSIFICAZIONE ENERGETICA, COSA CAMBIA CON LE NUOVE REGOLE? NORMATIVA

ANNO 6 - SETTEMBRE 2015

Nuove linee guida sulla contabilizzazione

NnZEB E VALUTAZIONI ENERGETICHE LEGIONELLA, NUOVO STANDARD ASHRAE CASE STUDY

VMC CON RECUPERO DI CALORE PER IL RETROFITTING POMPE DI CALORE AD ASSORBIMENTO NEL CONDOMINIO

MICRO CHP

I meccanismi dello Scambio sul Posto e del Ritiro dedicato

RECUPERATORI ENTALPICI, INADATTI IN ITALIA PRESTAZIONI ENERGETICHE

Il punto sulla simulazione dinamica

RIQUALIFICAZIONE IMPIANTI NEI CONDOMINI

GENERAZIONE DISTRIBUITA / RECUPERO / GESTIONE IMPIANTI POSTE ITALIANE SPA – POSTA TARGET MAGAZINE - LO/CONV/020/2010.

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Pompe di calore ad acqua di mare per il Porto di Livorno Da monastero a luxury hotel con pompe di calore polivalenti Applicazioni geotermiche in zona termale

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Efficienza energetica per l’Esercito Italiano Supermercati, come integrare l’impianto di condizionamento e frigo alimentare

RISCALDAMENTOENERGIA ISSN:2038-2723

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Verso un’utenza attiva nel sistema elettrico nazionale Contabilizzazione dell’energia termica, un mercato da regolare

#33

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REFRIGERAZIONE ANNO 6 - APRILE 2015 LA RIVISTA PER I PROFESSIONISTI DEGLI IMPIANTI HVAC&R CERTIFICAZIONE ENERGETICA, LE NUOVE LINEE GUIDA I COSTI DI UNA REGOLAZIONE SBAGLIATA ANTISISMICA DEGLI IMPIANTI, ITALIA-USA A CONFRONTO CASE STUDY

La riqualificazione degli impianti nei condomini

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REFRIGERAZIONE ANNO 6 - FEBBRAIO 2015

#32

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LA RIVISTA PER I PROFESSIONISTI DEGLI IMPIANTI HVAC&R DM REQUISITI MINIMI, TUTTI PRONTI? CLIMATIZZAZIONE A BASSO CONTENUTO D’ACQUA. UN’UTOPIA? TARIFFAZIONE E CONTABILIZZAZIONE

Microcogenerazione e trigenerazione

#31

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FOCUS TECNOLOGICO

Strategie di ottimizzazione Catena del freddo energetica nelle strutture Monitoraggi e regolazioni Fonti rinnovabili per il commercio

Organo Ufficiale AiCARR

#30

Il risparmio nella pubblica amministrazione

Organo Ufficiale AiCARR

Riqualificazione delle strutture ricettive

#35

DOSSIER MONOGRAFICO

K18 AVANTI ANNI LUCE

PER RISCALDARE CASA, PUNTA IN ALTO. Una pompa di calore super efficiente che usa il 40% di energia rinnovabile aerotermica, sempre disponibile.

Funziona semplicemente a gas. È al vertice della classificazione energetica: A++.

Di facile installazione, evita le complesse integrazioni necessarie per il solare termico.

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Documentarsi conviene T 035.888.333 • informa@robur.it • robur.it

risparmiosa

ecologica

silenziosa

Eclipse Tecnologia AFC Controllo automatic0 della portata

Un impianto di riscaldamento ben bilanciato può risparmiare il 25% di energia.

A prescindere dalla tipologia di generatore, il bilanciamento idronico è un punto focale nell’efficienza energetica degli impianti di riscaldamento. E non senza un valido motivo: impianti correttamente bilanciati consumano il 25% in meno di energia rispetto agli equivalenti non bilanciati.

Risparmio energetico possibile

Prestazioni di Eclipse

30

attore di efficienza secondo E 15316, con ambiente riscaldato da radiatori e rete di distribuzione

Ambiente riscaldato mediante radiatori fattore di efficienza % ispersione di calore specifica m2 osti di pompaggio

20 iduzione della dispersione di calore specifica m2; esempio condominio di 5 appartamenti, con montanti principali e 5 radiatori per ogni appartamento, valori da V MA 2006.

10

25 %

0

onsumi energetici della pompa in funzione della prevalenza e della portata a pieno carico e ai caric i parziali

28 % MRV

> Impianto di riscaldamento bilanciato

TRV

TRV presetting

MRV: Valvola manuale TRV: Valvola termostatica TRV presetting: Valvola termostatica con pretaratura Eclipse: Valvola termostatica con regolazione automatica di portata (A )

Eclipse

> Sostituzione delle valvole manuali con valvole termostatiche

IMI Hydronic Engineering s. r. l.

Via Trieste, 16 20871 Vimercate (MB) Tel. +39 039 6612108