AiCARR journal #30 | Riqualificazione strutture ricettive by Quine Business Publisher

#30 RISCALDAMENTOENERGIA ISSN:2038-2723

CONDIZIONAMENTO AMBIENTEREFRIGERAZI EN RISCALDAMENTOAMBIE AM CONDIZIONAMENTO

CONDIZIONAMENTO U

ENERAMBIENTE GIA RISCALDAMEN

LA RIVISTA PER I PROFESSIONISTI DEGLI IMPIANTI HVAC&R

ANNO 6 - FEBBRAIO 2015

DM REQUISITI MINIMI, TUTTI PRONTI? CLIMATIZZAZIONE A BASSO CONTENUTO D’ACQUA. UN’UTOPIA? TARIFFAZIONE E CONTABILIZZAZIONE

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

CASE STUDY

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

REFRIGERAZIONE

8Mag, il primo refrigeratore magnetico rotorico italiano

VENTILAZIONE MECCANICA INNOVATIVA TECNOLOGIE PER L’ACCUMULO TERMICO LATENTE

RIQUALIFICAZIONEACCUMULO DELLE STRUTTURE RICETTIVE

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

EURO15

Organo Ufficiale AiCARR

REFRIGERAZIONE

EHS - Eco Heating System Il sistema EHS è in grado, con un unico impianto in pompa di calore, di riscaldare tramite pannelli radianti,

Flessibilità e rapidità

delle prestazioni Aria-Aria + Aria-Acqua

Unità interna

EEV Kit

500

Serbatoio ACS Pannello radiante

Radiatori

Acqua calda sanitaria Pannello solare

400

400%

300 200

95%

100

Unità esterna

Kit idrico

Aria-Acqua

Pannello solare

Raﬀrescamento

Riscaldamento

Unità esterna

Kit idrico

Serbatoio ACS

Pompa di calore

Caldaia

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.

“

PROVE TECNICHE DI TRANSIZIONE

The times they are a-changin’. I tempi stanno cambiando, la scintilla di un futuro diverso è scoccata il 26 gennaio 2014 quando, su proposta del Coordinamento FREE, il MiSE, l’Autorità per l’Energia, Enel, Terna, Confindustria ed altri dello establishment hanno condiviso il testo “Verso un nuovo assetto del mercato elettrico”, dove si prefigura un mercato che dovrà comprendere un modello diverso, quello della generazione distribuita dell’energia e di una coerente penetrazione delle fonti rinnovabili. Solo alcuni anni fa erano pochi a volerlo ammettere, favoriti dall’assenza di una seria critica del modello economico (in cui l’energia è compresa); sotto il mordere della crisi in questi anni sono stati finalmente avanzati timidi ma significativi tentativi di revisione, con Piketty e Rifkin tra tutti. Il discorso andrebbe invece approfondito, perché coinvolge lo sviluppo tecnologico ed il mondo dell’energia come caso emblematico di una urgenza, quella per il cambiamento del modello di società che non può continuare ad ignorare i vincoli imposti dalle leggi dell’energia in una sorta di esautorazione, di emarginazione delle cause che invece spiegano i meccanismi ambientali dell’inquinamento, della depauperazione delle risorse, del cambiamento climatico. I costi ambientali sono stati trascurati in questi ultimi 100 anni perché non essenziali, relegati a semplici esternalità e ciò non è più accettabile. Partendo dal mercato elettrico, tutto sommato viene proposto un modello diverso che si basa sulla condivisione e la collaborazione. Mentre il capitalismo di mercato si fonda sull’interesse legato al profitto personale, il commons sociale è animato da interessi collaborativi e da un forte senso di condivisione. Se il primo si basa sull’esaltazione dello specialismo e il desiderio di autonomia monopolistica, il secondo invece fa riferimento ad una visione olistica e alla necessità di trasparenza, semplificazione e aggregazione.

La rapida penetrazione delle fonti di energia rinnovabile elettriche in Italia ha disegnato, volente o nolente, una realtà molto diversa nel giro di pochi anni. Viene solitamente però detto che il rapido sviluppo delle FER è responsabile dell’attuale sovraccapacità produttiva, che la non programmabilità delle FER è causa di oneri aggiuntivi sulla rete e che il costo marginale praticamente nullo del fotovoltaico ha una implicazione sulla formazione dei prezzi. La riforma del mercato elettrico deve risolvere questi dubbi, che dubbi poi non sono ma solo segnali di un mondo che sta cambiando. Due esempi. Un contributo alla programmabilità può venire dall’aggregazione delle produzioni FER in ambiti territoriali omogenei. Il documento FREE prima citato dice: “per la legge dei grandi numeri l’effetto della stocasticità di alcune fonti rinnovabili sulla generazione elettrica diminuisce al crescere del numero di impianti presi in considerazione e della loro distribuzione territoriale”. Questa soluzione rientra addirittura fra quelle previste dal Decreto Legislativo 102/2014 di recepimento della Direttiva europea sull’efficienza energetica, che chiede all’Autorità dell’energia di regolare l’accesso e la partecipazione ai mercati anche degli aggregatori di unità di consumo. Il Decreto Legislativo 102/14 chiede pure all’Autorità dell’energia di modificare la tariffa elettrica con il superamento della sua cosiddetta progressività (più consumi, più paghi) “per stimolare i consumi e favorire il conseguimento dell’efficienza energetica”. Il problema è molto complicato, anche perché ha implicazioni di carattere sociale, di protezione delle fasce deboli, ma ineludibile perché va nel senso della consapevolezza e del coinvolgimento dell’utenza. Ma i segnali ci sono e sono forti, “fareste meglio a cominciare a nuotare/ o affonderete come pietre/ perché i tempi stanno cambiando”. Livio de Santoli, Presidente AiCARR

#30

Editoriale 3

Novità prodotti 6

12 14

RefrigerationWorld 10

NORMATIVA

di Luca Alberto Piterà

REFRIGERAZIONE

La velleitaria utopia degli impianti di climatizzazione a basso contenuto di acqua TARIFFAZIONE

Verso un’utenza attiva nell’evoluzione del sistema elettrico nazionale Una revisione in materia di tariffazione potrebbe consentire l’immissione di una quota maggiore di energia rinnovabile nel sistema elettrico, consentendo un maggior sfruttamento locale delle risorse rinnovabili termiche di Livio de Santoli, Francesco Mancini

CONTABILIZZAZIONE ENERGETICA

Contabilizzazione dell’energia termica, un mercato da regolare

Per ottenere risultati concreti in termini di efficienza energetica e ambientale è necessario uno sforzo sia a livello di ricerca sia di standardizzazione normativa di Giorgio Ficco, Paolo Vigo

27 32

GEOTERMIA

Applicazioni geotermiche in zona termale Pompa di calore acqua-acqua con scambio termico verso il terreno, radiante e sistema di ventilazione meccanica controllata per un edificio residenziale ad alta efficienza

Comitato scientifico Paolo Cervio, Carmine Casale, Mariapia Colella, Sergio Croce, Livio Mazzarella, Luca Pauletti, Luca Alberto Piterà, Piercarlo Romagnoni, Marco Zani Redazione Alessandro Giraudi, Silvia Martellosio, Erika Seghetti redazione@aicarrjournal.org Art Director Marco Nigris Grafica e Impaginazione Fuori Orario - MN Hanno collaborato a questo numero Ciro Aprea, Gerardo Cardillo, Carmine Casale, Pasquale Catalano, Livio de Santoli, Antonino Di Maio, Francesco Fellin, Giorgio Ficco, Flavio Fucci, Adriana Greco, Felice Lalli, Renato M. Lazzarin, Angelo Maiorino, Francesco Mancini, Alberto Milanoli, Claudio Perone, Luca A. Piterà, Michele Vio, Paolo Vigo Pubblicità Quine Srl 20122 Milano – Via Santa Tecla, 4 – Italy Tel. +39 02 864105 – Fax +39 02 72016740 Traffico, Abbonamenti, Diffusione Rosaria Maiocchi

Presidente Andrea Notarbartolo

Pompe di calore polivalenti per la riqualificazione del luxury hotel amalfitano

Pompe di calore ad acqua di mare per il ‘nuovo’ Porto Mediceo di Livorno

L’area portuale livornese è attualmente oggetto di un grande intervento riqualificativo che prevede l’implementazione di una centrale termofrigorifera con pompe di calore acqua/acqua e una serie di soluzioni per la protezione dei componenti degli impianti ACCUMULO TERMICO

Accumulo di energia termica: nuove tecnologie e possibilità applicative

I recenti sviluppi tecnologici e di ricerca stanno introducendo una serie di novità in termini di prodotti e processi utilizzati nei sistemi attivi di accumulo latente di Renato M. Lazzarin

VMC

Innovativo sistema di Ventilazione Meccanica Controllata

Il prototipo, testato presso il Centro Ricerca e Sviluppo della Califel, è un sistema di ventilazione meccanica integrato con recupero di calore (SIVeMeC) in grado di adattarsi al reale fabbisogno di ventilazione dell’ambiente confinato di Flavio Fucci, Pasquale Catalano, Claudio Perone, Felice Lalli

Direttore scientifico operativo Francesca Romana d’Ambrosio

CASE STUDY

di Alberto Milanoli

Direttore scientifico Livio De Santoli

Editore: Quine srl www.quine.it

di Antonino Di Maio

Direttore responsabile ed editoriale Marco Zani

di Francesco Fellin

Protetto da stringenti vincoli storici e ambientali, il “Monastero Santa Rosa Hotel & Spa” è stato oggetto di una riqualificazione energetica che ha previsto l’installazione di un impianto con pompe di calore aria-acqua polivalenti, che servono tutte le aree della struttura

Periodico Organo ufficiale AiCARR

Siamo pronti per il nuovo DM Requisiti Minimi

di Michele Vio

AiCARR Informa 60

REFRIGERAZIONE MAGNETICA

8Mag, il primo refrigeratore magnetico rotorico italiano

Primi risultati sperimentali del prototipo composto da quattro gruppi di magneti permanenti di Ciro Aprea, Gerardo Cardillo, Adriana Greco, Angelo Maiorino

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. Iscrizione al Registro degli Operatori di Comunicazione n. 12191 Responsabilità Tutto il materiale pubblicato dalla rivista (articoli e loro traduzioni, nonché immagini e illustrazioni) non può essere riprodotto da terzi senza espressa autorizzazione dell’Editore. Manoscritti, testi, foto e altri materiali inviati alla redazione, anche se non pubblicati, non verranno restituiti. Tutti i marchi sono registrati. INFORMATIVA AI SENSI DEL D.LEGS.196/2003 Si rende noto che i dati in nostro possesso liberamente ottenuti per poter effettuare i servizi relativi a spedizioni, abbonamenti e similari, sono utilizzati secondo quanto previsto dal D.Legs.196/2003. Titolare del trattamento è Quine srl, via Santa Tecla 4, 20122 Milano (info@quine.it). Si comunica inoltre che i dati personali sono contenuti presso la nostra sede in apposita banca dati di cui è responsabile Quine srl e cui è possibile rivolgersi per l’eventuale esercizio dei diritti previsti dal D.Legs 196/2003.

Aderente

Testata volontariamente sottoposta a certificazione di tiratura e diffusione in conformità al Regolamento CSST Certificazione Editoria Specializzata e Tecnica Per il periodo 01/01/2013 - 31/12/2013 Periodicità bimestrale Tiratura media 10.000 copie Diffusione media 9.800 copie Certificato CSST n. 2013-2432 del 25/02/2014 – Società di Revisione Refimi srl

In this issue… 12

Ready for the new DM Minimum Requirements The 2015 is an important year from a regulatory and legislative point of view. Ten years after the transposition of European Directive 2002/91 / EC, July 1, 2015 will come into force the new Decree of the MISE DM), art. 4 of Decree 192. The Decree will define the rules for the application of the methodology for calculating the energy performance and the use of renewable sources in buildings, as well as application performance and minimum requirements on the energy performance of buildings. di Luca Alberto Piterà Keywords: DM Minimum Requirements, building energy performance, renewable energy

The utopia of air conditioning systems with low water content

The amount of water contained in a refrigeration system system has always been the subject of discussion. The development of electronics leads to the mistaken belief that the water can be reduced as required. The reality is quite different: a low water content increases energy consumption and causes malfunction of the refrigeration units. The article explains why this happens. di Michele Vio Keywords: Refrigeration system, water, refrigeration units

Spreading of renewable energy systems (electrical and thermal) in dwelings

Italy has so far prioritized the development of renewable energy sources within its energy policies, along with the energy efficiency promotion. The security of energy supply, the reduction of energy costs for enterprises and citizens, the promotion of innovation technology chains, the environmental protection and therefore the sustainable development, are the objectives of Italy’s choice. This strategy will contribute decisively to achieve the goals concerning the GHG emissions reduction and matching the total energy demand through renewables. di Livio de Santoli, Francesco Mancini Keywords: renewable energy, energy efficiency, residential sector

Thermal energy accounting: a market that needs standardized rules

The European Directive 2012/27/UE on the Energy Efficiency, the Italian Decree DPR 59/09, the 2004/22/CE Directive - known as Measuring Instruments Directive (MID) and the Sample of Thermal Energy developed on July 2014 by the Italian National Metrology Institute (INRIM) have to be chased. To these purposes is required a joint effort by researchers, standardization bodies, designers, verifiers on energy issues, experts in energy, process plant engineering and metrology. This is also because such a kind of matters undoubtedly affect environmental policies. di Giorgio Ficco, Paolo Vigo Keywords: Energy efficiency, heat accounting, smart metering

Geothermal application in a thermal water site

This paper presents a sample of geothermal heat pump used in a residential building located in a thermal waters site, near Padova (Italy). A high efficiency building, respecting the class “A” of Casaclima standard, has been realized by using floor radiant panels, air ventilation with recovery, centralized production of hot and chilled water and domestic hot water. This particular site has requested a detailed preliminary study (performed by means of a calculation model) and a ground response test, usually not done for this size of buildings (less than 1000 m2). Five vertical boreholes are used as heat pump ground source, while during summer the heat pump coupled to an air condenser: a special version of a heat pump has been defined for this application. An economic evaluation demonstrates the validity of this solution. di Francesco Fellin Keywords: Geothermal heat pumps, thermal water site, high efficiency buildings

The transformation of an ancient monastery into a luxury hotel

The article highlights the system solutions that have enabled them to overcome the difficulties related to the restructuring of an ancient monastery for it to become a luxury hotel. Radiant floor heating and cooling elements, fan coils, radiators. There is a bit of everything in Monastero Santa Rosa Luxury Hotel that has its heart in the heat pumps multipurpose split type of Climaveneta that ensure all aspects of the thermal structure, from the SPA to the pool, from the luxurious rooms to the gourmet restaurant. In the design was important to take into account, first, the comfort of the guests, with a particular attention to the noise of the plants and their regulation, but also to save energy. di Antonino Di Maio Keywords: monastery, luxury hotel, heat pump, energy requalification

Heat pumps with sea water for the «new» Medici Port of Livorno

The port area of Livorno is currently under a great work of renovation, that involves the implementation of a heatingcooling system with heat pumps water / water and a range of solutions for the protection of plant components. di Alberto Milanoli Keywords: Port of livorno, renovation, heat pumps water / water

Thermal energy storage: new technologies and possible applications

The energy storage can allow many advantages not only in terms of energy savings, but also of costs and better equipment utilisation. Various energy storage systems can be met relative to different energies (mechanical, electrical, chemical, thermal). Here the focus is on thermal energy storage. A thermal storage can be classified according to different criteria. It can be passive or active, sensible or latent, of very different time length from few hours to seasons. Recent technological development concerned particularly latent storage typology with the possibilities of many different substances with a large range of phase change temperatures. Seasonal storage systems are particularly promising as they might balance a relevant fraction of the heating demand with a fraction of cooling demand and viceversa. di Renato Lazzarin Keywords: thermal storage, sensible, latent

SIVEMEC- Optimum conditions in ventilation

8Mag, the first italian rotary magnetic refrigerator

Call for research 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.

In this paper a novel Rotary Permanent Magnet Magnetic Refrigerator (RPMMR) is described. The principle of operation of the presented magnetic refrigerator is based on the AMR thermodynamic cycle. Gadolinium is selected as magnetic refrigerant and demineralized water is employed as regenerating fluid. The total mass of gadolinium (1.20 kg), shaped as packed bed spheres, is housed in 8 regenerators. A magnetic system, based on a double U configuration of permanent magnets, provides a magnetic flux density of 1.25 T, while a rotary vane pump forces the regenerating fluid trough the regenerators. The operational principle of the magnetic refrigerator concerned, the description of the development process and initial experimental results for certain key elements are shown. di Ciro Aprea, Gerardo Cardillo, Adriana Greco e Angelo Maiorino Keywords: Magnetic refrigeration; prototype; design; experimental; permanent magnet

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.

Fiera leader mondiale Il mondo del bagno, tecnica degli edifici, dell’energia e della climatizzazione, energie rinnovabili

Francoforte sul Meno 10 – 14. 3. 2015

Novità Prodotti

Energy

Aircontec: Where Efficiency meets Comfort. Soluzioni sostenibili e all’avanguardia per la climatizzazione e la ventilazione degli edifici: l’area espositiva Aircontec presenta l’intera gamma dei sistemi innovativi per la ventilazione in grado di offrire non solo efficienza energetica, benessere termico e qualità dell’aria negli ambienti, ma anche maggiore comfort e igiene. www.ish.messefrankfurt.com visitatori@italy.messefrankfurt.com Tel. +39 02-880 77 81

POTENZIATO IL KIT DI COLLEGAMENTO UTA PER IMPIANTI VRF Panasonic ha ampliato e aggiornato la gamma dei kit di collegamento UTA (Unità di Trattamento Aria). Oltre a presentare un’ampia gamma di capacità — da 16 a 56 kW per unità esterne ECOi ed ECO G e da 5 a 28 kW per unità PACi — il nuovo kit di collegamento UTA è disponibile in due versioni differenti: Light e Advanced. Il modello Light consente operazioni quali l’accensione e lo spegnimento dell’impianto, la segnalazione di messaggi di errore, il settaggio della temperatura e dei parametri di funzionamento. In aggiunta a queste caratteristiche, il modello Advanced consente di controllare la richiesta di potenza in raffrescamento e riscaldamento dal 40% fino al 120% di carico (scatti del 5%) con segnale in ingresso di 0-10 V. Inoltre, permette di tenere sotto controllo la temperatura di mandata in ambiente tramite un termostato aggiuntivo, impedendo così che venga emessa aria troppo fredda in raffrescamento o troppo calda in riscaldamento.

Installazione Dotato di un pannello di controllo a distanza già integrato, il kit di collegamento rende l’installazione ancora più semplice e veloce, consentendo di ridurre i tempi di installazione di almeno un’ora. Infine, l’unità di Trattamento dell’Aria può essere facilmente integrata mediante il kit di collegamento UTA su un impianto VRF utilizzando un modulo specifico sul software VRF designer, dove sono a disposizione tutti gli strumenti necessari per selezionare le dimensioni più appropriate del kit in relazione al progetto. www.panasonic.com

COMPRESSORI COMPATTI E SILENZIOSI Intercambiabilità, compattezza e silenziosità di funzionamento. Queste le principali caratteristiche del nuovo compressore AJ2 per la refrigerazione commerciale lanciato dal Gruppo Tecumseh. La nuova gamma AJ2 è progettata per l’uso con i refrigeranti tradizionali R134a, R404A e R22 ed ottimizzata per i nuovi refrigeranti ecologici HFO (R1234yf) ed HC (R290).

Sistema di connessione elettrica Tecumseh introduce inoltre una grande innovazione con il Te-Connect, un sistema di connessione elettrica brevettato, che garantisce un collegamento sicuro e protetto, eliminando virtualmente gli errori di cablaggio, riducendo i tempi di installazione e fornendo l’isolamento elettrico necessario per i refrigeranti HC.

Efficienza e silenziosità La gamma AJ2 è dotata di placca valvole riprogettata ed un nuovo circuito per i gas aspirati, che consentono un miglioramento dell’efficienza del compressore. Inoltre la nuova scocca ed i silenziatori sulla mandata e sull’aspirazione ridisegnati, permettono un abbassamento del livello sonoro. www.tecumseh.com

Novità Prodotti CASSETTE COMPATTE E CANALIZZABILI RIBASSATE Sono due le linee di prodotto monosplit che entrano nella famiglia residenziale Toshiba: le cassette compatte e le canalizzabili ribassate. Questi prodotti rappresentano una novità per il settore residenziale e offrono una soluzione alternativa ai sistemi a parete e a pavimento, anche per installazioni in piccoli uffici e attività commerciali come negozi di dimensioni ridotte. La cassetta compatta è disponibile nelle taglie da 2,5-3,6-5,0 kW; il prodotto è di facile installazione nei soffitti modulari, essendo inseribile nei pannelli standard 60x60, dove l’estetica è importante quanto la funzionalità. La canalizzabile ribassata proposta nelle 3 taglie da 2,5-3,6-5,0 kW grazie al suo profilo compatto e l’altezza contenuta di soli 210 mm, agevola la sua installazione nei controsoffitti e in tutte quelle applicazioni dove ci siano delle limitazioni di spazio ed elevate esigenze estetiche. Le due linee utilizzano condensanti con sistema inverter vettoriale, abbinato al compressore twin-rotary e raggiungono livelli di efficienza energetica che soddisfano i requisiti per la detrazione fino al 65%, in molti dei sistemi in gamma. www.toshiba.it

CALL FOR PAPER La redazione e il Comitato Scientifico di Aicarr Journal sono alla ricerca di progetti significativi da pubblicare sulle pagine della rivista. Se vuoi proporci il tuo articolo, invialo a: redazione@aicarrjournal.org

MANDACI IL TUO PROGETTO

SISTEMA IBRIDO CON PREDISPOSIZIONE SOLARE Riscaldamento, raffrescamento e acqua calda sanitaria. vaiSYSTEM1 di Vaillant è una soluzione che amplia l’offerta di sistemi ibridi Vaillant già esistente combinando due prodotti specifici: una pompa di calore aroTHERM ad elevatissimo rendimento e una caldaia a condensazione a basamento auroCOMPACT con integrazione solare. La combinazione di queste soluzioni assicura il comfort per il riscaldamento, raffrescamento e produzione di acqua calda sanitaria, grazie anche all’energia gratuita del sole. aroTHERM sfrutta fino al 75% dell’energia termica rinnovabile contenuta nell’aria consentendo un risparmio energetico dal 40% al 60% nel caso di riscaldamento invernale. auroCOMPACT si caratterizza per la compattezza grazie allo sviluppo “tutto all’interno” che ha consentito di inserire in un unico involucro, unità bollitore, caldaia, tutti i vasi componenti ed eventuali accessori, rendendola estremamente facile da installare e manutenere. auroCOMPACT è dotata di tecnologia “drain back” o a svuotamento che consente di svuotare automaticamente il circuito solare quando il bollitore è carico eliminando i problemi di surriscaldamento estivo dei collettori. In inverno, invece, quando il sole non irraggia a sufficienza, il sistema drainback consente di evitare possibili problemi di gelo.

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

Il sistema vaiSYSTEM1 è interamente gestito da una termoregolazione completa e intelligente, calorMATIC 470 di Vaillant, in grado di armonizzare al meglio le prestazioni di tutti i componenti e permettendo di controllare le temperature di mandata dell’impianto in base alle condizioni climatiche esterne sia in riscaldamento sia in raffrescamento. La centralina calorMATIC 470 contiene il software triVAI che ha la funzione di rielaborare intelligentemente le informazioni ambientali e di costo (gas/elettrico) individuando il sistema di riscaldamento più vantaggioso; è in grado, inoltre, di controllare anche le condizioni di umidità interna degli ambienti durante la funzione di raffrescamento, per evitare fenomeni di condensa durante la stagione estiva. www.vaillant.it

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.

CUOGHI s.r.l.

via Garibaldi, 15 - 35020 Albignasego (PD) - Italia tel. +39 049 8629099 - fax +39 049 8629135 www.cuoghi-luigi.it - info@cuoghi-luigi.it

* a 30° C, 80%U.R. ** Accessori disponibili separatamente

Termoregolazione intelligente

REFRIGERATION WORLD INNOVATION CENTER PER TESTARE LE TEMPERATURE

ICEBEAR,REFRIGERATORESUPEREFFICIENTE

Il ghiaccio darà una mano al risparmio energetico in California, USA. Gli Ice Bear, particolari refrigeratori progettati per congelare circa 1700 litri di acqua durante la notte, quando l’energia costa meno, vengono affiancati ai Roof-Top, per riutilizzare l’energia accumulata per superare i picchi di richiesta durante il giorno, particolarmente alti nelle stagioni calde. La società Ice Energy, che possiede circa 2500 Ice Bear nella West Los Angeles, ha sottoscritto già 16 contratti con l’azienda fornitrice di energia elettrica e conta di provvedere un aiuto ai consumi per circa 25 MW/h.

Emerson Climate Technologies sta costruendo nel campus dell’Università di Dayton, USA, uno dei più grandi laboratori di ricerca pratica per l’industria HVAC&R. Questo “Innovation Center” costituirà un hub dedicato alla ricerca su ogni tipo di tecnologia realizzata in ogni parte del mondo e disporrà tra l’altro di un supermarket-modello di circa 230 m2, una cucina commerciale di circa 140 m2, un’abitazione tipo completamente funzionante su due piani, con tre camere da http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 letto, per la quale sarà possibile simulare diverse temperature esterne e un data-center di circa 100 m2. L’impianto DALSUDCOREAUN’ALTERNATIVAALL’RA sarà pronto per la fine del 2015. Un’alternativa non-infiammabile all’R134a viene sperimentata in Sud Corea per venire incontro alle regole imposte dalla Direttiva Europea MAC (e alla nuova proposta EPA in USA) per la climatizzazione degli autoveicoli, regole REFRIGERANTI, DA DU PONT che richiedono refrigeranti non-infiammabili e con GWP<150. Due miscele, UNA GUIDA ALL’XP R451A e R451B, a base di HFO1234yf con circa il 10% di R134a, hanno GWP<150, Du Pont ha pubblicato una Guida per la sostituzione dei refrigeranti R404A e R507 potranno ricevere la classificazione A2L, e sono praticamente non-infiammacon il suo refrigerante XP40 (R499A). Con il bando dell’uso nella manutenzione di bili, secondo Ashrae Standard 34. Le miscele variano leggermente per la proquesti due gas a partire dal 2020 si prevede un grande interesse per un refrigerante porzione di R134a sull’olefina, il cui uso puro desta qualche preoccupazione “drop in” a basso GWP come alternativa. La Guida pubblicata risulta molto valida circa l’infiammabilità. Le miscele hanno una velocità di propagazione della per le operazioni di “retrofit” nelle apparecchiature di refrigerazione fisse, particofiamma inferiore a 0,01 m/s. larmente per le sue note riguardanti la sicurezza. Opteon XP40 è una miscela di R32 (24,3%) R125 (24,7%) R1234yf (25,3%) e R134a (25,7%), ha GWP 1397 ed è classificato A1 (non infiammabile e non tossico). REFIGERANTI HFC, INDIA E CINA

REFRIGERAZIONE COMMERCIALE, UN MERCATO DA MLD DI EURO AL  Una ricerca sul mercato mondiale della refrigerazione commerciale fatta da un gruppo statunitense riporta un incremento veramente notevole di questo settore, tale da poter prevedere che la vendita di apparecchiature per la refrigerazione raggiungerà 30 miliardi di Euro entro il 2018. La crescita è dovuta alla modernizzazione e all’industrializzazione della vendita al dettaglio di prodotti alimentari, particolarmente in Cina e India, e in diversi altri paesi emergenti (la ricerca è condotta su 21 Paesi). Nell’Europa occidentale e negli Stati Uniti i regolamenti sull’efficienza energetica ed i cambiamenti nell’uso di refrigeranti spingono all’acquisto di nuove celle frigorifere e espositori di merce. Anche la ripresa economica in atto (seppure limitata in alcuni Paesi) è un fattore positivo per l’incremento previsto.

CONTAINER A REFRIGERAZIONE PASSIVA Refrigerazione passiva per i container. La statunitense Thermo King ha introdotto un nuovo tipo di container per le operazioni intermodali, completamente autonomo, che non necessita di alcuna attivazione elettrica durante brevi trasferimenti (12-20 giorni, secondo le zone e il carico contenuto) nelle regioni dove non sono disponibili fonti di energia elettrica o servizi adeguati. La nuova tecnologia si avvale di un eutettico compatibile con i generi alimentari che immagazzina l’energia termica necessaria per rilasciarla durante il trasporto. L’enorme vantaggio di non dipendere dall’approvvigionamento elettrico apre nuovi mercati e nuove possibilità per il trasporto di alimentari freschi, quindi deperibili, in zone altrimenti inaccessibili.

#30

FAVOREVOLI ALLA RIDUZIONE

Cina e India, cambiando il loro primitivo atteggiamento, appoggiano gli sforzi degli Stati Uniti perché i refrigeranti HFC siano gestiti attraverso regole contemplate nel Protocollo di Montreal. Nel 26° Meeting dei Partecipanti (MOP) tenutosi a Parigi in Novembre 2014, duecento Paesi hanno convenuto di indire un nuovo meeting in Aprile 2015 per discutere una proposta di emendamento del Protocollo che preveda la formale gestione dei gas idrofluorocarburi all’interno del Protocollo stesso. L’adesione della Cina e dell’India alla proposta che sarà presentata dall’Unione Europea e caldeggiata dagli Stati Uniti, è un buon auspicio perché si giunga al più presto ad una globale riduzione degli HFC.

L’RYF È PERICOLOSO? UE VS GERMANIA R1234yf ha già registrato la prima petizione contro il suo uso nei sistemi di condizionamento d’aria degli autoveicoli, petizione che è stata respinta dal Parlamento Europeo. L’Università di Monaco, per conto di un privato, ha diagnosticato che l’uso di questo gas pone seri rischi per l’utilizzatore. R1234yf è uno dei refrigeranti con GWP<150 sviluppati per rimpiazzare i refrigeranti con GWP>150 precedentemente utilizzati ed è stato adottato da molti costruttori. Ma proprio la tedesca Daimler ha smesso di usarlo ritenendolo pericoloso, ponendo così la Germania in conflitto con i regolamenti dell’Unione. Il Parlamento ha concluso che non è obbligatorio usare R1234yf, ma in ogni caso si debbono usare gas con GWP<150 come da Direttiva MAC alla quale l’industria automobilistica germanica non ha ancora aderito.

R, LA PHASE OUT SARÀ REALE?

Il 1° Gennaio 2015 è scattato il bando definitivo di R22 anche dall’uso della manutenzione, ma l’Agenzia per l’Ambiente del Regno Unito ha seri dubbi che il provvedimento sia effettivamente osservato. Non sono stati previsti mezzi efficaci, riporta l’Agenzia, per perseguire eventuali trasgressioni e solo la certezza di ammende reali può funzionare da deterrente per spingere l’utente all’osservanza dei regolamenti. Si nota, continua l’Agenzia, la stessa apatia che circonda l’applicazione del Regolamento sugli F-gas. Non solo non vi sono disposizioni contro la vendita di componenti per sistemi a R22 e l’acquisto di specifici compressori rimane perfettamente legale, il che significa che implicitamente si ammette la possibilità di una ricarica con R22, ma nulla si fa per rendere illegale l’utilizzazione di R22, vergine, riciclato o rinnovato, comunque detenuto.

DATACENTER, SI TORNA AL http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 RAFFREDDAMENTO CON LIQUIDO

MICO FIERA MILANO CONGRESSI

Cresce la tendenza verso il raffreddamento tramite liquido nelle tecnologie per i data-center. Sembra ormai inevitabile passare al raffreddamento diretto anziché tramite aria a causa dell’incremento massiccio dei dati da trattare che richiede sempre maggiore energia di raffreddamento. Nonostante la preferenza data finora all’aria, che ha portato a notevoli risultati, bisognerà tornare alla ricerca sul raffreddamento con liquido che solo potrà permettere lo smaltimento dell’energia dovuta al trattamento di grandi quantità e volumi di dati. Comincia una nuova era, secondo EUROTHECH, che, pur con un ritorno al passato, influenzerà anche il modo di progettare i computer e i sistemi di trattamento dati.

NUOVE PROVE SU REFRIGERANTI A BASSO GWP AHRI, l’Associazione Americana dei Costruttori HVACR, ha annunciato l’inizio nel 2015 della seconda fase di nuove prove su 15 refrigeranti a basso GWP classificati A2L, leggermente infiammabili. Il ciclo di prove pratiche, successivo a quello già compiuto sulle proprietà di ciascun refrigerante, sarà condotto in 22 laboratori del Nord e Sud America e mira a una attenta valutazione dei refrigeranti alternativi particolarmente ai fini dell’efficienza energetica. Le prove saranno eseguite su nove compressori e su apparecchiature complete per condizionamento e refrigerazione (produzione di ghiaccio). Una futura fase del programma prevede l’identificazione e le prove dei maggiori programmi di ricircolo in vigore in tutto il modo per valutarne metodi e procedure consigliabili.

8>10 APRILE 2015 LA “NUVOLA” DELLE TECNOLOGIE INNOVATIVE PER EDIFICI, RETI, CITTÀ INTELLIGENTI. rinnovabili elettriche tecnologie dell’energy storage smart buildings smart grids mobilità elettrica e ibrida tecnologie per le smart cities efficienza energetica negli edifici efficienza energetica nei processi industriali

UNA PLASTICA  VOLTE PIÙ CONDUTTIVA “Nature and Materials” riporta uno studio di ricercatori dell’Università del Michigan i quali hanno sviluppato un tipo di plastica che possiede una conduttività termica 10 volte superiore a quella dei materiali tradizionali. Il materiale, che è in pratica una miscela, rappresenta uno dei primi tentativi di intervento su un polimero amorfo per aumentarne la conduttività termica, dopo molti tentativi effettuati su metalli e ceramiche. I tentativi fatti con i materiali precedenti davano luogo a maggiore opacità del materiale, minore riflessione della luce e minore conduttività elettrica, oltre a un maggior costo di produzione; nessuno di questi effetti indesiderati si riscontra con la nuova plastica.

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Normativa

Siamo pronti per il nuovo DM Requisiti Minimi di Luca Alberto Piterà*

“

DOPO AVER FATTO SEMPRE la stessa cosa nello stesso Ambito di applicazione del DM non riscaldati e contro terra (valori modo per due anni, inizia a guardarla con attenPer quanto riguarda l’ambito di applicazione comprensivi degli effetti dei ponti zione. Dopo cinque anni, guardala con sospetto. E del Decreto, il DM modifica e/o chiarisce alcune termici); dopo dieci anni, gettala via e ricomincia di nuovo tutto”. condizioni; in particolare: • la trasmittanza termica delle chiuIl pensiero di Alfred Edward Perlman, classe • prescrive che la nuova costruzione è quella il cui sure tecniche trasparenti e opa1902, risulta perfettamente adattabile ai cambiatitolo abilitativo sia richiesto dopo l’1 luglio 2015; che e dei cassonetti, compresi gli menti che avverranno in questo 2015 dal punto • considera nuovi edifici quelli sottoposti a demoinfissi, verso l’esterno e gli ambienti di vista sia normativo sia soprattutto legislativo. lizione e ricostruzione, qualunque sia il titolo abinon riscaldati; Infatti a dieci anni dal recepimento della Direttiva litativo necessario e gli ampliamenti di edifici • la trasmittanza termica delle strutEuropea 2002/91/CE, che risale al 2005 con il DLgs. esistenti, realizzati all’esterno della sagoma dell’eture opache verticali e orizzontali di 192, il 1 luglio 2015 entrerà in vigore il nuovo Decreto dificio esistente, in adiacenza o tramite sopraeseparazione tra edifici o unità immodel MISE (di seguito semplicemente DM), previlevazioni, o attraverso la chiusura di spazi aperti biliari confinanti (valori comprensto dall’art. 4 del DLgs 192, che definirà le modaquali logge e porticati con relativo cambio d’uso. http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 sivi degli effetti dei ponti termici); lità di applicazione della metodologia di calcolo Per quanto riguarda le ristrutturazioni che inte• i valori di efficienza media dei sotdelle prestazioni energetiche e dell’utilizzo delle ressano una superficie maggiore del 25% della tosistemi di utilizzazione dell’uffonti rinnovabili negli edifici, nonché dell’applicasuperficie disperdente dell’edificio, il DM fa riferificio di riferimento per i servizi zione di prestazioni e requisiti minimi in materia mento sia a quelle che riguardano l’involucro, sia di riscaldamento, H, condizionadi prestazione energetiche degli edifici. In Tabella a quelle che interessano l’impianto, specificando mento, C, e produzione di acqua 1 è riportata una sintesi della situazione legislale condizioni in cui un intervento viene considecalda sanitaria, W; tiva dal 1991 a oggi. rato ristrutturazione o riqualificazione e le verifi• le efficienze medie dei sottosistemi Le principali modifiche che il DM Requisiti che che vanno effettuate. di generazione dell’edificio di rifeMinimi introdurrà riguardano essenzialmente: rimento per la produzione di ener• la conferma e l’ampliamento del panorama norEdificio di riferimento gia termica per i servizi di H, C, e mativo di riferimento; La vera novità introdotta dal DM Requisiti Minimi W e per la produzione di energia • l’introduzione del fabbisogno di energia glorisiede nell’adozione dell’edificio di riferimento, elettrica in situ (valori comprensivi bale e di energia primaria; cioè di un edificio identico a quello di progetto dell’effetto dei consumi di ener• la definizione dei fattori di conversione in enero reale in termini di geometria (sagoma, volumi, gia elettrica ausiliaria); gia primaria, sia non rinnovabile sia rinnovabile; superficie calpestabile, superfici degli elementi • il fabbisogno specifico di energia • l’esplicitazione dei fabbisogni di energia pricostruttivi e dei componenti), orientamento, ubielettrica per m3 di aria movimentata. maria per i servizi di climatizzazione invernale cazione territoriale, destinazione d’uso e situazione Per quanto riguarda i fabbisoed estiva e la ventilazione e per la produzione al contorno e avente caratteristiche termiche e gni di energia elettrica per l’illumidi acqua calda sanitaria; per il non residenziale parametri energetici predeterminati. nazione, il DM rinvia alla norma UNI anche quelli per gli ascensori e le scale mobili, Si precisa che a differenza di altri modelli di EN 15193 e alle indicazioni fornite conformemente a quanto richiesto dalla EPBD; edificio di riferimento, il DM prevede che la tipodalla UNI/TS 11300-2. In particolare, • l’introduzione delle regole di compensazione logia di generazione presente nell’edificio di riferiper l’edificio di riferimento devono tra fabbisogni energetici e energia da fonte mento sia la stessa di quella utilizzata nell’edificio essere considerati in termini di occurinnovabile; di progetto o reale, ma che i valori dei parametri pazione e sfruttamento della luce • l’introduzione dell’edificio di riferimento e l’elidi efficienza e i rendimenti siano quelli di riferinaturale gli stessi parametri dell’eminazione dei limiti di energia primaria assoluti; mento. In particolare, il DM definisce tutti i valori dificio reale e i sistemi automatici di • la definizione degli edifici a energia quasi zero, dei dati di input e dei parametri da utilizzare nell’eregolazione di Classe B secondo la nZEB; dificio di riferimento, quali: UNI EN 15232. Tali valori sono ancora • la modifica dell’ambito di applicazione del decreto • la trasmittanza termica delle strutture opache oggetto di modifiche. tra nuove costruzioni e ristrutturazioni, dell’inverticali verso l’esterno, gli ambienti non riscalI valori di trasmittanza sono defivolucro e dell’edificio; dati e contro terra (valori comprensivi degli effetti niti in funzione della zona climatica • la richiesta ai gestori degli impianti di teleridei ponti termici); e per scadenza temporale: a partire scaldamento e teleraffreddamento della cer• la trasmittanza termica delle strutture opache dal 2015 e poi dal 2019 per gli editificazione dei fattori di conversione in energia orizzontali o inclinate di coperture verso l’esterno, fici pubblici e dal 2021 per gli ediprimaria dell’energia termica fornita al punto gli ambienti non riscaldati e contro terra (valori fici privati. di consegna dell’edificio, rilasciata in conforcomprensivi degli effetti dei ponti termici); Per tutti i valori da utilizzare nell’emità alla UNI EN 15316 da un ente accreditato • la trasmittanza termica delle strutture opache orizdificio di riferimento non citati in da ACCREDIA o similare. zontali di pavimento verso l’esterno, gli ambienti

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Data Decreto precedenza, ma necessari per la determinazione dei valori di ener2 agosto 2005 DM 178: Decreto Attuativo della L. 10/91 gia primaria globale, si utilizzano i 8 ottobre 2005 DLgs. 192 valori dell’edificio reale o di progetto. 15 ottobre 2005 DLgs. 192 (ripubblicazione completa del DLgs. 192/05) In pratica, l’edificio di riferimento 1 febbraio 2007 DLgs. 311 (aggiorna e corregge il DLgs. 192/05) serve per determinare il valore di 10 giugno 2009 DPR 59 (attuativo del DLgs. 192/05 e smi) energia primaria limite di legge che 10 luglio 2009 LLGG nazionali sulla Certificazione energetica (ai sensi degli artt. 6 comma 9 e 5 comma 1 del DLgs. 192/05) l’edificio di progetto deve rispettare 28 marzo 2011 DLgs. 28 (recepimento nazionale della Direttiva 2010/28/UE) e con i quali confrontarsi. Un importante vantaggio di que3 agosto 2013 L. 90 (recepimento nazionale della Direttiva 2010/31/UE) ste nuove regole risiede nel fatto 18 luglio 2014 DLgs. 102 (attuazione della Direttiva 2012/27/UE sull'efficienza energetica) che finalmente i limiti sono tagliati Periodi di validità dei Decreti sull’edificio oggetto di intervento, Dal: 17 gennaio 1991 17 agosto 2005 9 ottobre 2005 2 febbraio 2007 25 giugno 2009 4 agosto 2013 mentre alcuni svantaggi sono rapAl: 16 agosto 2005 8 ottobre 2005 1 febbraio 2007 24 giugno 2009 4 agosto 2013 1 luglio 2015 presentati dalla perdita di confronDLgs. 192 DLgs. 192 tabilità, in quanto non ci sono più DLgs. 192 LEGGE 10/91 aggiornato aggiornato LEGGE 10/91 DLgs. 192 aggiornato con con il DLgs. con il DLgs. 311, In vigore e decreti valori limite assoluti, ma soprattutto e DM 178 il DLgs. 311 attuativi DPR 59 e L. 90 311 e DPR 59 dall’esistenza di un unico edificio dihttp://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 riferimento cui tutte le destinazioni Tabella 1 – Situazione legislativa dal 1991 a oggi d’uso dovranno confrontarsi e non, come più volte richiesto da AiCARR, precisazioni ai fini della determinazione della energetiche degli edifici, il DM Requisiti Minimi la definizione di un edificio di riferiprestazione energetica per la classificazione degli adotta le norme tecniche nazionali, definite nel mento per ogni destinazione d’uso edifici e della definizione dei metodi di calcolo contesto delle norme EN a supporto della Direttiva al fine di confrontare ad esempio del fabbisogno di energia primaria degli edifici, 2010/31/UE e della serie UNI/TS 11300. Di seguito si residenziale con residenziale e terin modo univoco e riproducibile, e della quota riporta lo stato degli strumenti normativi a oggi ziario con terziario, dal momento di energia da fonti rinnovabili. Ciò con partivigenti oppure in fase di revisione o elaborazione: che diverse destinazioni d’uso hanno colare riferimento alle modalità di valutazione a. UNI/TS 11300-1: Determinazione del fabbisogno necessità tecnico/costruttive e predell’apporto di energia rinnovabile nel bilancio di energia termica dell’edificio per la climatizzastazioni diverse tra loro. energetico, alla valutazione dell’energia eletzione estiva ed invernale, in vigore dall’ottobre trica esportata, alla definizione delle modalità 2014 nella seconda revisione, che sostituisce di compensazione dei fabbisogni con energia la UNI 10379:2005. Edifici a energia elettrica attraverso energia elettrica prodotta da b. UNI/TS 11300-2: Prestazioni energetiche degli ediquasi zero rinnovabili e alla valutazione dell’energia eletfici – Parte 2: Determinazione del fabbisogno di Finalmente il decreto svela cosa si trica prodotta da unità cogenerative. energia primaria e dei rendimenti per la climaintende per edificio a energia quasi g. UNI/TS 11300-6: Prestazioni energetiche degli editizzazione invernale, per la produzione di acqua zero: tutti gli edifici, siano essi di nuova fici – Parte 6: Determinazione dei fabbisogni di calda sanitaria, per la ventilazione e per l’illumicostruzione o esistenti, per cui sono energia per ascensori e scale mobili, in fase di nazione in edifici non residenziali, in vigore dal contemporaneamente rispettati: elaborazione da parte del CTI. 28 maggio 2008, che con la UNI EN 15316-2• tutti i requisiti previsti con i valori Per concludere, citando William Shakespeare 3:2008 sostituisce la UNI 10347:1993 e con la UNI vigenti dall’1 gennaio 2019 per gli da Il mercante di Venezia: “Possiamo chiudere con EN 15316-1:2008 e la UNI EN 15316-2-1:2008 sostiedifici pubblici e dall’1 gennaio 2021 il passato, ma il passato non chiude con noi”. Sarà tuisce la UNI 10348:1993. per tutti gli altri edifici; interessante capire come verrà gestito il transic. UNI/TS 11300-3: Determinazione del fabbisogno • gli obblighi di integrazione delle torio con i vecchi decreti e soprattutto gli effetti di energia primaria e dei rendimenti per la climafonti rinnovabili nel rispetto dei che tutto ciò avrà sulla certificazione energetica; tizzazione estiva, in vigore dal 25 marzo 2010. Il principi minimi di cui all’Allegato 3, infatti, sono in fase di approvazione da parte degli SC5 del CTI ne sta predisponendo la revisione paragrafo 1, lettera c), del DL 28/11, organi ministeriali competenti le nuove linee guida al fine di renderla omogenea con la normativa ovvero copertura del 50%. per la certificazione energetica che sostituiranno europea pubblicata successivamente al 2010. Questo fatto spegne subito l’enle precedenti del 2009, ma questo è un altro capid. UNI/TS 11300-4: Prestazioni energetiche degli editusiasmo sul DM, soprattutto in rifetolo che rimandiamo a una prossima puntata di fici – Parte 4: Utilizzo di energie rinnovabili e di rimento alla quota di copertura da questa storia infinita. altri metodi di generazione per la climatizzazione energia da fonte rinnovabile, pari invernale e per la produzione di acqua calda sanial 50%, che con l’attuale struttura taria, pubblicata a maggio 2012 e attualmente dell’allegato III del DL 28/11, creerà * ing Luca A. Piterà, Segretario Tecnico AiCARR in revisione. non poche difficoltà per alcune tipoe. UNI EN 15293 – Prestazione energetica degli edilogie di edifici. Per ulteriori dettafici – Requisiti energetici per l’illuminazione, che gli, si rimanda al Position Paper di NOTE può essere usata sia per gli edifici esistenti, sia per AiCARR sull’argomento, scaricabile Fabbisogno energetico annuale globale in energia primaria: quantità quelli nuovi o in ristrutturazione. dal sito dell’Associazione. di energia primaria relativa a tutti i servizi considerati nella determinaf. UNI/TS 11300-5: Prestazioni energetiche degli edifici zione della prestazione energetica, erogata dai sistemi tecnici presenti – Parte 5: Determinazione della prestazione enerNormativa di riferimento all’interno del confine del sistema, calcolata su un intervallo tempogetica per la classificazione dell’edificio, in fase Per quanto concerne le metorale di un anno, ovvero la sommatoria della quota non rinnovabile EPnren e la quota rinnovabile EPren, così definito EPtot = EPren + EPnre di elaborazione da parte del CTI, che fornirà dologie di calcolo delle prestazioni

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Refrigerazione

La velleitaria utopia degli impianti di climatizzazione a basso contenuto

d’acqua

di Michele Vio*

UANTO DEVE ESSERE IL CONTENUTO D’ACQUA DI UN

un buon paracadute, che però non sempre si apre. Anche quando le macchine non si rompono, IMPIANTO DI CLIMATIZZAZIONE? tuttavia, uno scarso contenuto d’acqua genera semDa decenni, è una domanda ricorrente pre perdite di efficienza: più è basso, maggiore è e tutti vorrebbero sentirsi rispondere: «il più basso il consumo di energia ai carichi parziali. Il motivo possibile». Purtroppo non è così: la Fisica è una è sempre lo stesso da cui dipendono le rotture: al vecchia signora testarda e autoritaria, con cui è diminuire dell’inerzia aumentano gli avviamenti difficile trattare, anche se si dispone di nuove diae le fermate dei compressori o gli interventi degli volerie elettroniche. E la Fisica pretende un’inerzia organi di parzializzazione, con conseguente più elevata: per cui, più acqua c’è, meglio è. frequenti e pronunciate oscillazioni dei parametri Ma procediamo con ordine e cerchiamo innandi funzionamento del circuito frigorifero (pressioni zitutto di capire quali rischi comporti un basso condi lavoro, sottoraffreddamento, surriscaldamento). tenuto d’acqua: rottura delle macchine frigorifere e Quando le oscillazioni diventano eccessive, c’è il riduzione dell’efficienza energetica, senza contare http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 rischio di rottura, generalmente per ritorno di liquido, la conseguente minor capacità di regolazione delle carenza di lubrificazione dovuta alla fuoriuscita di condizioni termoigrometriche da parte dell’impianto. refrigerante dal carter del compressore, stress del Sulla rottura delle macchine vorrei essere chiaro: motore elettrico; altrimenti si genera comunque non tutti i gruppi frigoriferi installati in impianti a una perdita di efficienza. Non solo bisogna evibasso contenuto d’acqua si rompono, ma non sono tare troppi avviamenti dei compressori, ma bisomai incappato in rotture dovute ad un eccesso di gna anche garantire il flusso del refrigerante per un acqua. I tanti disastri visti nella mia carriera sono tempo sufficiente ad assicurare una corretta lubridipesi tutti da un’inerzia insufficiente. ficazione, tanto più lungo quanto più complesso La tipologia dei gruppi frigoriferi è una discriè il circuito frigorifero e quanto più delicati sono minante importante: un refrigeratore acqua-acqua i compressori (quelli a vite soffrono la carenza di con compressori scroll ha scarse possibilità di romlubrificazione molto di più degli scroll). persi, molte di meno rispetto a una pompa di calore Gli interventi degli organi di parzializzazione polivalente ad aria con compressori a vite, estremacomportano una oscillazione temporanea dei paramente fragile da questo punto di vista. Negli anni i metri di funzionamento sia nel circuito frigorifero costruttori sono corsi ai ripari e l’elettronica ha offerto

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in cui questi interventi avvengono, sia, in modo più lieve, negli altri circuiti in funzione. L’oscillazione è più accentuata e più lunga quanto maggiore è la differenza di potenza fornita prima e dopo l’intervento: durante tale perturbazione l’efficienza istantanea decade, anche in modo significativo. A parità di durata dell’oscillazione, la perdita di efficienza complessiva è tanto maggiore quanto più breve è il tempo che intercorre tra un intervento e un altro delle parzializzazioni: una perturbazione di 30 secondi genera una perdita di efficienza 10 volte maggiore se il successivo intervento capita dopo 30 secondi rispetto a 10 minuti. Nel primo caso si ha una perturbazione di funzionamento ogni minuto, nel secondo ogni 10.

Contenuto d’acqua e precisione della regolazione Gli organi di parzializzazione devono intervenire per adattare la potenza del gruppo frigorifero alla richiesta dell’impianto. Se in estate

la potenza del gruppo frigorifero è Un compressore con inverter modula continuadi compressori. In un sistema a 12 compressori, la maggiore di quella richiesta dall’immente e segue istante per istante il carico termico. variazione di 0,2 °C comporta necessariamente pianto, l’acqua del circuito idraulico Le oscillazioni non ci sono o sono trascurabili. Di l’attivazione completa di un compressore: si possi raffredda, in caso contrario l’acconseguenza, si può avere elevata precisione con sono installare tutti gli inverter di questa terra, ma qua si riscalda. Facciamo l’esempio di basso contenuto d’acqua senza perdite di efficienza. i compressori lavoreranno sempre On-Off. un refrigeratore con un unico comRisposta: in teoria sì, ma purtroppo nella realtà pressore con potenza 10 kW, 5 kW non è così. In primo luogo a una regolazione conLe problematiche degli impianti richiesti dall’impianto. Il comprestinua (fatta con inverter o con altri sistemi) non a portata d’acqua variabile sore funziona per il 50% del tempo corrisponde una variazione lineare della potenza. Ultimo problema: negli impianti con primario e rimane fermo per il restante 50%. Con un compressore scroll, al 50% del numero a portata costante e secondario a portata variaIl numero di avviamenti orari e il di giri corrisponde una potenza compresa tra il bile, il contenuto d’acqua di quest’ultimo è visto tempo di funzionamento dipende 55% e il 65% di quella nominale, con punte fino al solo per una quantità pari al rapporto tra la sua da due fattori: il contenuto d’acqua 70% per le pompe di calore ad aria in alcune conportata e quella del primario. Quando la prima è e la precisione che si desidera sul dizioni particolari di funzionamento. In secondo pari al 20%, cosa che si ha mediamente attorno al valore di set-point della temperaluogo, c’è un valore minimo di numero di giri 50% della potenza richiesta (se la temperatura di tura impostato per l’acqua prodotta. oltre il quale il compressore lavora necessariamandata non varia con il carico), il circuito seconhttp://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 Se ci accontentassimo di una premente On-Off. Di solito il limite è fissato al 50%: dario contribuisce all’inerzia solo per il 20% del cisione di ± 2,5 °C, vi sarebbero 4,3 teoricamente si può scendere anche al 30%, ma proprio volume (ad esempio 2.000 litri su un totale accensioni all’ora con cicli di ON e con una forte caduta del rendimento isoentrodi 10.000). A questo punto di fatto non vediamo il di OFF di circa 7 minuti. Viceversa, se pico del compressore, e conseguente penalizzacontenuto d’acqua del circuito secondario e dobdesiderassimo una precisione ben zione energetica. Pertanto, una macchina con un biamo necessariamente intervenire ponendo dei superiore, per esempio di ± 0,5 °C, unico compressore tende al lavorare On-Off già serbatoi di accumulo sul circuito primario, il numero di avviamenti orari salia partire da una potenza pari al 55% della masAltra possibilità: rendiamo variabile il circuito rebbe a 21,5 con cicli di ON e di OFF sima, nella migliore delle ipotesi. primario, installiamo una sola pompa e così facdi circa 1,5 minuti. Per tornare alle Obiezione: quanto descritto accade nelle macciamo rientrare in gioco l’intero circuito seconda4,3 accensioni all’ora il contenuto chine monocompressore. Aumentando il numero rio. Bellissima idea, risolutiva se la portata d’acqua d’acqua dovrebbe salire a 500 litri, di compressori, il problema si dovrebbe risolvere: potesse variare senza problemi sull’evaporatore di 5 volte maggiore rispetto ai 100 litri con quattro compressori la soglia minima diventa un gruppo frigorifero dal 100% allo 0%. Purtroppo inizialmente previsti, come 5 volte circa il 14% della potenza massima (55% diviso 4 così non è: al di là dei problemi non facilmente superiore è la precisione richiesta. compressori). Assolutamente vero: peccato che superabili di una variazione di portata a macchina Questo ci porta a un’affermaa questo punto la capacità di inseguire correttain funzione, su cui non mi soffermo, bisogna semzione molto importante: non si può mente il carico diventa ancora più problematica. pre fare i conti con la portata minima dell’evaporagionare solo in termini di volume Il perché è semplice e non dipende dall’inverter ratore, al di sotto della quale lo scambio termico di acqua per kW di potenza instalo dal sistema di regolazione, ma dalla precisione crolla. Quindi, bisogna prevedere un ramo di bylata, se prima non si ragiona anche delle sonde di temperatura. Le sonde da laborapass con valvola di sovrapressione. Di solito tale sulla precisione richiesta. Un contetorio hanno un precisione di circa ± 0,1 °C, quelle limite è pari a circa il 50% della portata massima: nuto d’acqua di 5 litri per kW, valore installate sulle macchine di ± 0,2. Ciò significa che poiché la curva potenza resa-portata dei terminali spesso usato come riferimento, può oscillazioni di ± 0,2 °C registrate dal microprocesnon è lineare, questo limite si raggiunge già tra il essere elevato se la precisione è scarsa, sore non sono necessariamente reali, ma semplici 75% e l’80% del carico richiesto. Di conseguenza, il oppure assolutamente insufficiente, errori di lettura. La maggior parte delle macchine primario tende a lavorare per la maggior parte del se la precisione richiesta è elevata. di serie ha un filtro elettronico che tende a far tempo a portata costante e di nuovo non vediamo muovere gli organi di parzializzazione solamente il contenuto d’acqua del circuito secondario. quando questa soglia di 0,2 °C è superata per un I limiti degli inverter certo tempo, in modo di non far inseguire dei fane degli impianti con Conclusioni tasmi. Due decimi di grado sembrano pochi, ma molti compressori Prevedere dei serbatoi di accumulo termico in con un salto termico sull’evaporatore di 5 °C rapprossimità della centrale frigorifera è sempre fastiOvviamente, mi correggerà qualpresentano l’8% del carico nel caso la macchina sia dioso. Talvolta non ci sono gli spazi e, quand’anche cuno, il contenuto dell’acqua dipende monocompressore, addirittura il 32% del carico se i ci fossero, comunque l’inserimento dei serbatoi anche dal numero delle parzializzacompressori diventano 4. Quindi, il gradino minimo richiede una complicazione impiantistica di cui zioni: più è elevato, maggiore è la d’intervento aumenta all’aumentare del numero si farebbe volentieri a meno. Tuttavia, non c’è precisione e minore è l’oscillazione. speranza: ricercare il basso contenuto d’acqua è un’utopia velleitaria quanto dannosa, sia per l’integrità delle macchine, sia soprattutto per i consumi energetici. THE UTOPIA OF AIR CONDITIONING SYSTEMS WITH LOW WATER CONTENT Quindi, facciamocene una ragione e pensiamo The amount of water contained in a refrigeration system system has always been the subject of discussion. The sempre al gruppo frigorifero come a una macdevelopment of electronics leads to the mistaken belief that the water can be reduced as required. The reality is china che ha bisogno di un suo accumulo terquite different: a low water content increases energy consumption and causes malfunction of the refrigeration mico come accessorio. units. The article explains why this happens. Keywords: refrigeration system, water, refrigeration units

* Michele Vio, Past President AiCARR, Studio Associato Vio, Venezia

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Tariffazione

Verso un’utenza attiva nell’evoluzione del sistema

elettrico nazionale

Una revisione in materia di tariffazione potrebbe consentire l’immissione di una quota maggiore di energia rinnovabile nel sistema elettrico, consentendo un maggior sfruttamento locale delle risorse rinnovabili termiche di Livio de Santoli e Francesco Mancini*

L’

determinante anche al raggiungimento degli ITALIA HA POSTO DA TEMPO lo sviluppo delle fonti obiettivi in materia di riduzione delle emissioni rinnovabili tra le priorità della sua politica climalteranti e di copertura del consumo totale energetica, insieme alla promozione dell’efdi energia mediante fonti rinnovabili. ficienza energetica. Gli obiettivi di tale strategia Secondo quanto stabilito dalla direttiva sono la sicurezza dell’approvvigionamento ener2009/28/CE, nel 2020 l’Italia dovrà coprire il 17% dei getico, la riduzione dei costi dell’energia per le consumi finali di energia mediante fonti rinnovaimprese e per i cittadini, la promozione di filiere bili. Prendendo a riferimento lo scenario efficiente, tecnologiche innovative, la tutela ambientale e http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 questo significa che nel 2020 il consumo finale di quindi, in definitiva, uno sviluppo sostenibile. Si energie rinnovabili dovrà attestarsi a 22,62 Mtep. punta a riequilibrare, a medio e lungo termine, Per raggiungere gli obiettivi risulterà necesil mix energetico oggi troppo dipendente dalle sario incrementare in modo consistente lo sfrutimportazioni di combustibili fossili, attraverso uno tamento dei potenziali disponibili nel Paese, non straordinario impegno per l’incremento dell’effisolo nel settore elettrico ma anche nei settori cienza energetica e la riduzione dei consumi di del riscaldamento/raffrescamento e dei trasporti. energia. Una tale strategia contribuirà in maniera

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Sono attivi, già da alcuni anni, numerosi meccanismi di sostegno, che assicurano la remunerazione degli investimenti in diversi settori delle energie rinnovabili e dell’efficienza energetica e favoriscono la crescita di filiere industriali. Questo studio vuole illustrare come si possa incrementare la quota di utilizzo di energia rinnovabile in ambito residenziale, attraverso semplici interventi regolatori sul sistema di tariffazione dell’energia elettrica e grazie all’installazione di sistemi di accumulo dell’energia.

Il sistema elettrico italiano e la quota di energia rinnovabile A partire dal 2006, il sistema elettrico nazionale ha subito un’impetuosa rivoluzione sotto la spinta delle energie rinnovabili, con un deciso incremento dell’efficienza media ed un’altrettanta decisa diminuzione delle emissioni inquinanti. Grazie ad un generoso programma di incentivazione si è assistito ad una forte crescita della produzione di energia elettrica da fonte fotovoltaica e da fonte eolica. Gli impianti alimentati da fonti energetiche rinFigura 1 – Evoluzione della potenza installata novabili (FER) rappresentano (a fine 2012) circa il degli impianti a fonti rinnovabili in Italia Fonte GSE 37% della potenza complessiva installata in Italia e il 30,7% della produzione lorda totale. La potenza installata in Italia nel 2012 (Figura 1) è pari a 47.345 MW, http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 in crescita rispetto all’anno precedente per l’installazione di nuovi parchi eolici, di impianti alimentati con bioenergie e soprattutto di fotovoltaici. La produzione rinnovabile (Figura 2), grazie al contributo delle nuove installazioni, segna un nuovo record, raggiungendo 92.222 GWh, l’11% in più rispetto al 2011. Grazie a questo cospicuo incremento, nel 2012, solo Germania e Svezia hanno prodotto più dell’Italia da fonti rinnovabili [1]. I risultati conseguiti sono interessanti e il confronto con gli obiettivi prefissati ne evidenzia l’importanza: il 30,7% di produzione da FER è di molto Figura 2 – Variazione della produzione da superiore all’obiettivo del 20,2% inizialmente prefonti rinnovabili [GWh] – Anni 2000-2012 Fonte GSE fissato ed è già abbondantemente superiore al target del 2020, fissato al 26,4% per il settore elettricità (Figura 3). Elaborazioni su dati Terna [2, 3] per gli anni 2013 e 2014 indicano una copertura del fabbisogno di energia elettrica con una quota da fonte rinnovabile rispettivamente del 37,5% e del 42,9%, in entrambi i casi ben al di sopra degli obiettivi fissati. La rivoluzione delle FER si riflette pesantemente anche sul rendimento medio del sistema elettrico nazionale, fissato nel 2008 al 46%. Nel 2008 la percentuale di FER era pari al 16,6%, oggi è più che raddoppiata. È arrivato il momento di aggiornare il valore del rendimento medio del sistema elettrico. Anche nei settori del riscaldamento/raffreddaFigura 3 – Quota nazionale FER settore elettricità Elaborazioni su dati GSE e Terna mento degli edifici e dei trasporti, con dati aggiornati al 2011 [4], la quota di fabbisogno coperto da fonti rinnovabili è superiore all’obiettivo, ma con scostamenti inferiori e in ogni caso le quote di copertura sono ben più basse. In particolare, nel settore del riscaldamento/raffrescamento (figura 4) la quota di copertura a fine 2011 era pari all’11,0% SPREADING OF RENEWABLE ENERGY SYSTEMS (ELECTRICAL AND THERMAL) IN DWELLINGS (contro un obiettivo del 7,1%), mentre nel settore Italy has so far prioritized the development of renewable energy sources within its energy policies, along with the dei trasporti la quota di copertura era pari al 4,7% energy efficiency promotion. The security of energy supply, the reduction of energy costs for enterprises and citi(contro un obiettivo del 4,1%). zens, the promotion of innovation technology chains, the environmental protection and therefore the sustainable Considerando tutti i settori, a fine 2011, la quota development, are the objectives of Italy’s choice. This strategy will contribute decisively to achieve the goals condi copertura è dell’11,5%, a fronte di un obiettivo cerning the GHG emissions reduction and matching the total energy demand through renewables. dell’8,6% (figura 4). Keywords: renewable energy, energy efficiency, residential sector Sebbene uno degli obiettivi della direttiva 2009/28/CE sia quello di individuare criteri che assicurino uno sviluppo equilibrato dei vari settori

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che concorrono al raggiungimento dell’obiettivo finale, tenendo conto del rapporto costi-benefici e sulla base della produzione di rinnovabile superiore alle aspettative, appaiono nella loro evidenza alcune peculiarità che rendono più semplice la penetrazione delle fonti rinnovabili nel settore della produzione di energia elettrica: la tecnologia è piuttosto semplice, la filiera industriale è matura e il sistema di incentivazione è ben collaudato. Ma soprattutto il collegamento e l’interscambio con la rete elettrica pubblica consentono di massimizzare lo sfruttamento dell’energia prodotta e quindi di ottenere un buon ritorno degli investimenti effettuati.

Criticità e problematiche della situazione attuale del sistema elettrico

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

La forte crescita della potenza installata e delle domande di connessione e i tempi necessari per lo sviluppo delle reti, più lunghi rispetto a quelli di sviluppo dei singoli impianti, hanno determinato ritardi e congestioni, soprattutto laddove si evidenziano forti concentrazioni di impianti non programmabili, con conseguenti vincoli al pieno sfruttamento della potenza installata. Nella convinzione che il futuro del nostro sistema energetico debba essere basato sulla generazione distribuita con un sempre maggior impiego di autoproduzioni da fonte rinnovabile, appaiono necessari interventi e innovazioni per facilitarne la penetrazione. Occorre arrivare alla “raccolta” integrale della producibilità rinnovabile da effettuarsi, oltre che con interventi sulla rete, anche con sistemi di accumulo/stoccaggio dell’energia elettrica prodotta e non immettibile in rete, in modo da sfruttare tutto il potenziale. Al fine di individuare le criticità della situazione attuale è necessario analizzare il sistema non solo in termini di energia, ma anche in termini di potenza. Nel 2013 si è calcolato che le FER abbiano coperto il 37,5% del fabbisogno di energia elettrica. Tale dato è apparentemente lontano dalla copertura integrale, ma se visto in termini di potenza offre una lettura diversa. A tal proposito, si considerino le ore equivalenti di funzionamento dei diversi sistemi di produzione Tabella 1 – Potenze degli impianti da fonte rinnovabile e da fonte convenzionale e ore equivalenti

heq

Tipo

Idraulica

18232

2531

FER

Eolica

9004

1855

FER

Solare FV

19927

1325

FER

Geotermica

772

7324

FER

Bioenergie

4775

3799

FER

TOTALE

52710

2145

FER

Fonte convenzionale

78500

2530

CONV

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Figura 4 – Quota nazionale FER – Complessivo (sopra) e riscaldamento/raffrescamento (sotto) Dati GSE

elettrica [1,5] così come riepilogate nella tabella 1. Le ore di utilizzazione equivalenti rappresentano il numero di ore annue durante le quali un impianto ha generato elettricità e sono date dal rapporto tra la produzione lorda generata in un anno e la potenza efficiente lorda installata. Se tutti gli impianti funzionassero in modo continuativo, produrrebbero energia per tutte le 8.760 ore comprese in un anno. Le ore di utilizzazione variano, invece, per una molteplicità di fattori tra cui la tecnologia dell’impianto, la differente fonte energetica primaria utilizzata e le condizioni esogene (climatiche, disponibilità delle bioenergie, di mercato, ecc.) che possono condizionare la produzione. Per comprendere la situazione si considerino i due casi limite (non reali) rappresentati in figura 5. Nel grafico di sinistra è rappresentato il caso limite in cui tutti gli impianti alimentati da fonte rinnovabile (non programmabile o non del tutto programmabile) si mettono a funzionare contemporaneamente. La potenza immessa in rete (circa 52,7 GW) è superiore alla domanda di elettricità complessiva in larga parte dell’anno e si avrebbe quindi un eccesso di produzione che il sistema non è in grado di utilizzare. Esattamente opposto è il caso limite rappresentato nel grafico di destra, in cui tutti gli impianti alimentati da fonte rinnovabile si “avvicendano” in maniera ordinata. La potenza immessa in rete è sempre inferiore alla domanda di elettricità complessiva, e viene tutta utilizzata.

Le situazioni reali si collocano tra i due casi limite sopra esposti, in funzione dell’aleatorietà delle condizioni climatiche e di funzionamento degli impianti di produzione e in funzione della domanda. A oggi, il sistema elettrico nazionale tende a registrare eccessi di produzione nei giorni semifestivi e festivi soprattutto nelle stagioni intermedie, quando l’energia non è utilizzata per esigenze di climatizzazione invernale o estiva. Visto il trend di crescita delle rinnovabili elettriche e visto il calo dei consumi causato dalla crisi economica e dall’efficientamento energetico, non è difficile immaginare un prossimo futuro nel quale gli eccessi di produzione si verificheranno in periodi più estesi di quelli attuali. Tali eccessi sono causati dalla grande produzione da fonte rinnovabile e dalle difficoltà tecniche (e dai costi conseguenti) di un blocco degli impianti termoelettrici limitato a poche ore. Di fatto, possono verificarsi situazioni in cui le centrali termoelettriche sono “costrette” a immettere in rete energia a un prezzo inferiore ai costi del

55 GW 50 GW 45 GW 40 GW 35 GW 30 GW

55 GW Lavorativi estate/inverno Lavorativi primavera/autunno

Festivi e semifestivi primavera/autunno

50 GW 45 GW 40 GW 35 GW 30 GW

Solare Eolica Idraulica Bioenergie Geotermica

ore

8760

ore

8760

Figura 5 – Impianti da fonte rinnovabile – Potenze e ore equivalenti – Anno 2013 Stima combustibile. Altro aspetto del proconsumatore di energia elettrica può contribuire elettrici; per altri usi, quali la preparazione dei cibi http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 blema, da tenere in opportuna conalla soluzione del problema attraverso il prelievo (cucina), la produzione di acqua calda sanitaria e siderazione, è quindi la situazione e l’utilizzazione dell’energia nei momenti in cui la la climatizzazione invernale, la scelta del vettore di difficoltà per le centrali di produproduzione da fonte rinnovabile (offerta di enerenergetico è sempre stata subordinata a considerazione tradizionali che, in ogni caso, gia) è più abbondante. zioni di tipo economico e tecnico, ricadendo nella si trovano a svolgere un ruolo poco Una seconda possibile soluzione agli eccessi di maggior parte dei casi sul vettore gas, in ragione gradito di riserva calda necessario a produzione può essere ottenuta attraverso sistemi principalmente della convenienza economica. La sopperire prontamente a eventuali di accumulo dell’energia. A oggi, l’accumulo di sovrabbondanza e il basso costo dell’energia eletcali di produzione da parte delle energia è realizzato prevalentemente attraverso trica può portare a riconsiderare tali scelte. fonti rinnovabili, sottoposte all’alebacini idroelettrici; nei momenti di eccesso di proatorietà delle condizioni climatiche. duzione si accumula energia pompando acqua Il prezzo dell’energia dai bacini a quota inferiore (a valle) verso quelli a elettrica in Italia quota superiore (a monte). Una possibile alternaProposte e possibilità In Italia l’organizzazione e la gestione econotiva può essere trovata individuando possibilità mica del mercato elettrico è affidata al Gestore di intervento di accumulo presso l’utente finale, il quale verrà dei Mercati Energetici S.p.A. (GME). Il mercato eletAccanto agli interventi sulla rete, quindi ad avere un ruolo attivo nel sistema elettrico, comunemente indicato come “borsa eletal fine di arrivare alla raccolta intetrico in maniera analoga a quanto sta succedendo trica italiana”, consente a produttori, consumatori grale della produzione rinnovabile con gli impianti di produzione. e grossisti di stipulare contratti orari di acquisto può essere messa in atto una serie Infine, la disponibilità di energia elettrica rinnoe vendita di energia elettrica. di interventi. vabile (e quindi il basso costo) sulla rete può indurre Gli esiti del mercato elettrico vengono quoGli interventi possono essere di a riconsiderare alcuni usi energetici. Gli usi energetidianamente pubblicati per il giorno succestipo regolatorio, agendo sul sistema tici di un’utenza residenziale sono infatti molteplici. sivo (MGP, mercato del giorno prima) in termini di tariffazione dell’energia elettrica, In generale alcuni usi (illuminazione, forza motrice) di volumi scambiati in borsa e fuori borsa e in con l’obiettivo di allineare offerta sono stati sempre considerati come usi obbligati termini di PUN (Prezzo Unico Nazionale) dell’ee domanda dell’energia; l’utente nergia. La figura 6 riporta i valori medi mensili e annuali del PUN e le quantità di energia scambiate in borsa elettrica. Figura 6 – PUN e quantità di energia scambiate L’andamento giornaliero del PUN riportato in in borsa elettrica: valori medi mensili e annuali figura 7, ricavato dai prezzi orari del periodo che va dall’1 luglio 2013 al 30 giugno 2014, è in generale caratterizzato da due picchi di prezzo (mattutino, 7-11) e serale (17-23) e da due minimi, uno nelle ore notturne (2-6) e uno nelle ore centrali della giornata (12-16), con una differenziazione tra i giorni lavorativi, semifestivi e festivi. Il prezzo medio dell’energia elettrica è pari a 57,48 €/MWh; è maggiore nei giorni lavorativi (59,53 €/MWh) e minore nei giorni semifestivi (56,71 €/MWh) o festivi (48,37 €/MWh).

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Quanto affermato si riferisce allo scambio di energia elettrica effettuato in borsa elettrica tra operatori e non interessa l’utente finale consumatore di energia, che ha un prezzo d’acquisto differenziato per fasce orarie. Nei grafici nelle figure 8, 9 e 10 è riportata in alto l’attuale distribuzione delle fasce orarie per il giorno lavorativo, per il giorno semifestivo e per il giorno festivo. Nella parte centrale dei grafici è riportato l’andamento orario del PUN (Prezzo Unico Nazionale), con uno sfondo in cui le colorazioni sfumate hanno il significato precedentemente illustrato (ore di punta in rosso, ore intermedie in giallo, ore fuori punta in verde), ottenute a partire dalla fascia intermedia; per questa i valori del PUN sono compresi in un intervallo del ± 15% rispetto al valore medio annuo. In basso è riportata una distribuzione delle fasce orarie diversa da quella attuale, dedotta dall’andamento del PUN per il giorno tipo lavorativo, semifestivo e festivo. Dal momento che l’articolazione per fasce dei corrispettivi di vendita è stata studiata per trasferire al consumatore finale di energia elettrica il maggior costo, dando quindi il corretto segnale di prezzo, e per incentivarlo, se possibile, a consumare quando l’energia elettrica è meno cara, appare evidente quanto l’attuale distribuzione sia superata e quanto sarebbe utile una decisa riformulazione. In questa direzione si stanno muovendo, sebbene in maniera impropria, le società fornitrici di energia elettrica che offrono prezzi molto simili tra le diverse fasce orarie, arrivando in molti casi a offrire prezzi identici. Per valutare compiutamente le ricadute potenziali di una riformulazione delle fasce orarie, si ricordi che il prezzo dell’energia incide per circa il 55% sui costi sostenuti dal consumatore finale medio (2.700 kWh, 33% in F1 e 66% in F2 e F3).

Figura 7 – Andamento giornaliero del prezzo unico nazionale dell’energia elettrica, ricavato dai prezzi orari del periodo che va dall’1 luglio 2013 al 30 giugno 2014. Giorno medio lavorativo, semifestivo, festivo e media annua

Figura 8 – Giorno lavorativo. In alto: distribuzione delle fasce orarie (F1, ore di punta, in rosso; F2, ore intermedie, in giallo; F3, ore fuori punta, in verde). Nella parte centrale: andamento del prezzo nazionale dell’energia elettrica (Valore medio annuo in riferimento alla distribuzione delle fasce orarie). In basso: distribuzione delle fasce orarie dedotta dall’andamento del PUN

Anticipo/posticipo del prelievo di energia elettrica Quanto sopra illustrato riguardo la riformulazione delle fasce orarie costituisce l’obiettivo minimo facilmente raggiungibile nel breve periodo. Più ambizioso e impegnativo, ma anche più redditizio, sarebbe un sistema con tariffe orarie dell’energia elettrica per l’utente finale variabili quotidianamente, con una formulazione oraria, parallela alla variazione quotidiana del PUN. Al fine di verificare il risparmio economico potenzialmente ottenibile da una traslazione in anticipo o in ritardo del generico prelievo di energia elettrica, è stata sviluppata un’analisi statistica sui prezzi orari dell’energia elettrica del periodo che va dall’1 maggio 2013 al 30 aprile 2014. Il grafico di figura 11 riporta i risultati dell’analisi effettuata, in termini di prezzo medio dell’energia e in termini di risparmio percentuale. Dall’analisi del grafico risultano evidenti i grandi margini di risparmio in termini di prezzo che potrebbero essere generati da un anticipo o da un posticipo del prelievo di energia elettrica. Resta inteso che la prima parte del grafico (fino a 24-36 ore) può trovare un riscontro pratico nella modalità attuale di formazione del prezzo, mentre la parte restante rappresenta per il momento

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Figura 9 – Giorno semifestivo. In alto: distribuzione delle fasce orarie (F1, ore di punta, in rosso; F2, ore intermedie, in giallo; F3, ore fuori punta, in verde). Nella parte centrale: andamento del prezzo nazionale dell’energia elettrica (Valore medio annuo in riferimento alla distribuzione delle fasce orarie). In basso: distribuzione delle fasce orarie dedotta dall’andamento del PUN

Figura 10 – Giorno festivo. In alto: distribuzione delle fasce orarie (F1, ore di punta, in rosso; F2, ore intermedie, in giallo; F3, ore fuori punta, in verde). Nella parte centrale: andamento del prezzo nazionale dell’energia elettrica (Valore medio annuo in riferimento alla distribuzione delle fasce orarie). In basso: distribuzione delle fasce orarie dedotta dall’andamento del PUN

solo il risultato dell’elaborazione statistica. In altri termini, oggi, è possibile conoscere attraverso il GME il PUN del giorno successivo, ma non sono possibili previsioni a più lungo termine. Considerando un anticipo/posticipo di 24 ore, il prezzo medio di acquisto dell’energia passa da 58,93 €/MWh a 34,90 €/MWh, con una diminuzione del 40,8%. Nello scenario prefigurato di un sistema con tariffe orarie dell’energia elettrica note all’utente finale con un giorno di anticipo, il consumatore finale di energia elettrica avrebbe la possibilità di anticipare/ posticipare l’attivazione di alcune utenze con consistenti risparmi in termini economici. Ciò consentirebbe in maniera più efficace di trasferire al consumatore il costo reale dell’energia, incentivandolo a consumare nei momenti di minor costo. Le utenze che potrebbero sicuramente beneficiare di un sistema così costituito, in ambito residenziale, sarebbero sicuramente lavatrici, lavastoviglie, asciugatrici, nella maggior parte dei casi già dotate di sistemi di accensione ritardata; altre possono essere aggiunte attraverso una modifica delle abitudini di consumo (computer portatili, telefoni cellulari, ecc.). Per avere un’idea del potenziale di accumulo realizzabile presso l’utente finale, si consideri che in Italia ci sono circa 60 milioni di telefoni cellulari (e che la ricarica di ognuno richiede circa 5 W per una durata di 1-2 ore) e circa 10 milioni di computer portatili (80 W per una durata di 1-2 ore). Questo significa circa 1 GW di potenza (il 2% circa del totale) per 1-2 ore che possono spostarsi da

un’ora all’altra alla ricerca della tariffa migliore, solo con riferimento a queste due tipologie di utenza.

Accumulo di energia termica In Italia il riscaldamento degli edifici, soprattutto di quelli con destinazione d’uso residenziale, è sempre stato effettuato attraverso sistemi a combustione (gas, gasolio, biomassa), in ragione principalmente della convenienza economica. La produzione dell’acqua calda sanitaria è sempre stata effettuata prevalentemente con sistemi a combustione, per le stesse ragioni economiche, ma in molti casi è già effettuata con sistemi alimentati ad energia elettrica. Per la climatizzazione estiva, non sempre presente in ambito residenziale, sono invece largamente impiegati sistemi ad alimentazione elettrica, in moltissimi casi costituiti da refrigeratori del tipo aria-aria. Il mutato scenario energetico può indurre a un ripensamento di molte situazioni spingendo verso l’impiego di energia elettrica, in sistemi ibridi o in sistemi alimentati totalmente a elettricità, che nella configurazione migliore prevedono l’uso di pompe di calore e di sistemi di accumulo. Ciò consentirebbe il duplice beneficio di utilizzare l’energia elettrica rinnovabile del sistema elettrico nazionale e di utilizzare le risorse rinnovabili termiche aerotermica, idrotermica e geotermica. In merito alla produzione di acqua calda sanitaria, la realizzabilità tecnica appare piuttosto semplice. Sistemi elettrici dotati di accumulo sono comunemente installati e non presentano difficoltà tecniche di sorta, né ingombri eccessivi. Diverso è il discorso per la climatizzazione invernale ed estiva. In questo caso, occorre operare una distinzione tra gli edifici, in funzione dei consumi specifici e dei sistemi impiantistici preposti al riscaldamento o al raffrescamento. Per i nuovi edifici, con bassi consumi specifici, la progettazione dovrebbe essere orientata all’integrazione di sistemi di generazione dell’energia termica e frigorifera ad alimentazione elettrica (pompe di calore) con accumulo e a sistemi di distribuzione dell’energia a bassa temperatura in grado di massimizzare l’utilizzo dell’energia accumulata. Per gli edifici esistenti, in presenza di consumi specifici

Figura 11 – Prezzo dell’energia elettrica e risparmio percentuale

non bassi e di sistemi impiantistici funzionanti ad alta temperatura, la realizzabilità tecnica è più complessa, sebbene si possano comunque ipotizzare soluzione ibride, con integrazione di sistemi diversi anche per il riscaldamento/raffrescamento solo di alcune zone dell’edificio. Per avere un’idea del potenziale di accumulo realizzabile presso l’utente finale, si consideri che in Italia ci sono circa 24 milioni di famiglie e che la produzione di acqua calda sanitaria, se effettuata con una pompa di calore elettrica, richiede circa 250 W per una durata di 2-3 ore. Questo significa 6 GW di potenza (il 12% circa del totale) per 2-3 ore che possono spostarsi da un’ora all’altra alla ricerca della tariffa migliore, solo per la produzione di acqua calda sanitaria.

Conclusioni Un’analisi della situazione del sistema elettrico nazionale ha consentito di evidenziare gli aspetti positivi e negativi della situazione attuale. Gli obiettivi italiani per il 2020 sono già raggiunti e il sistema beneficia di una quota rilevante di energia da fonte rinnovabile. Tuttavia la forte crescita registrata a partire dal 2010 ha introdotto elementi di criticità rappresentati dalla difficoltà di ottenere il pieno utilizzo della produzione rinnovabile e dalla situazione di problematica remunerazione del ruolo di riserva calda delle centrali termoelettriche. In questo studio sono state avanzate alcune proposte in materia di tariffazione volte a trasferire in maniera più razionale il prezzo sull’utente finale e in materia di accumulo dell’energia termica da realizzare presso l’utente finale e da utilizzare per la produzione di acqua calda sanitaria, per il riscaldamento e per il raffrescamento. L’attuazione di tali proposte può contribuire a superare in parte le criticità attuali, consentendo l’immissione di una quota maggiore di energia rinnovabile nel sistema elettrico e consentendo un maggior sfruttamento locale delle risorse rinnovabili termiche. * prof. ing. Livio de Santoli, Università degli Studi di Roma La Sapienza, Presidente AiCARR ing. Francesco Mancini, CITERA, Università degli Studi di Roma La Sapienza

BIBLIOGRAFIA

[1] GSE – Rapporto Statistico 2012 – Impianti a fonti rinnovabili – Settore elettrico (19/12/2013) [2] TERNA – Rapporto mensile sul sistema elettrico – Consuntivo dicembre 2013 [3] TERNA – Rapporto mensile sul sistema elettrico – Consuntivo ottobre 2014 [4] GSE – Sistema Italiano Monitoraggio Energie Rinnovabili [5] TERNA – dati statistici 2013 – Produzione, Generazione

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Contabilizzazione energetica

Contabilizzazione dell’energia termica, un mercato da regolare Per ottenere risultati concreti in termini di efficienza energetica e ambientale è necessario uno sforzo sia a livello di ricerca sia di standardizzazione normativa di Giorgio Ficco e Paolo Vigo*

a realizzare quei risparmi sostanziali Sfortunatamente questo è ben lontano dall’esDI QUESTI GIORNI la notizia che, grazie alle tanto per i singoli utenti, che invece una sere realizzabile in Italia, anche grazie a una serie di pubblicizzate tecnologie smart, cioè intellettura superficiale della notizia porta scelte non certo lungimiranti adottate dai gestori ligenti, la Spagna ha introdotto nel proprio con entusiasmo a prevedere! delle reti elettriche in merito alle caratteristiche mercato regolato dell’energia elettrica l’opportutecniche dell’attuale parco contatori. Possiamo nità, per ciascun cittadino/utente, di acquistare http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 però consolarci con la serena constatazione che la propria fornitura energetica elettrica, ottimizDigitalizzazione, si rischia questa affascinante opportunità contrattuale per zandone il costo direttamente grazie al proprio la ridondanza informativa l’energia elettrica, analogamente alle tante altre contatore smart dotato di una specifica applicaD’altro canto è percezione potenzialità che le ben note APP informatiche zione per lo scopo [Vigo, 2014a]. Un’opportunità comune che la straordinaria caparendono quotidianamente disponibili nelle più affascinante per il consumatore che, grazie “all’incità comunicativa e la ricchezza di diversificate situazioni della vita sociale, per essere telligenza” del proprio strumento transattivo, il dati generata dal diffondersi dell’era applicata richiederebbe una forma mentis e una contatore, se è utente attento e informato delle digitale ha come conseguenza o un conoscenza tecnico-economica del mercato eletvariazioni del prezzo dell’energia elettrica, quindi vero e proprio rigetto o peggio una trico (l’intelligenza del consumatore di cui sopra) se è anche lui Smart, può risparmiare, programridondanza informativa che, invece che difficilmente, o meglio lentamente, porterebbe mando e ottimizzando i propri consumi. di fornire al singolo cittadino-utente

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maggiore potere contrattuale da inforgli scenari contrattuali e di fornitura, grazie alle mazione, rischia di confonderlo o, nuove tecnologie e al diffondersi delle suddette peggio, di mettergli a disposizione digitalizzazioni, stanno senza dubbio cambiando dati difficilmente calabili nei singoli e cambieranno molto. Per garantire l’efficacia delle Figura 1 – differenti contesti, come ad esempio digitalizzazioni, vanno però rese note e comprenContatore si sta verificando oggi nel campo sibili agli utenti-consumatori le singole specificità di energia dei dati meteorologici. e potenzialità che ne caratterizzano il corretto termica Per fare un esempio più legato uso per ciascuna tipologia di fornitura, in modo (CET diretto) al contesto delle forniture a rete, la da evitare che, come detto, ridondanze di dati e imminente disponibilità puntuale facili ma errate similitudini ingenerino nei consudei dati orari di consumo del gas matori speranze o falsi miti. qui il termine “ignorante” — il funzionamento, ma naturale, che la campagna di sostiI fautori delle tecnologie Smart, infatti, vandeve solo essere ben informato delle regole di tuzione degli attuali contatori con tano risultati e potenzialità applicative connesse buon uso e delle relative applicazioni per il ragmodelli Smart [Delibera AEEGSI 155/08 alla diffusione delle nuove tipologie di strumenti giungimento di quelle certezze e garanzie che e s.m.i.] oggi in atto prevedibilmente che, se da un lato indubbiamente forniranno a poi determinano la correttezza transattiva e, nel garantirà a ciascun utente, nonhttp://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 potrà utenti e gestori delle reti migliori reciproche garancaso di specie, il risparmio. certo modificare e ottimizzare tempi zie gestionali e transattive, dall’altro rischiano di di uso e tariffe se non verrà supporpromettere razionalizzazioni e risparmi che solo Contatore di calore diretto tata da una informativa di dettaglio una approfondita e attenta campagna di informaNello specifico tema della fornitura a rete dell’esulle caratteristiche energetiche e sui zione-formazione, unita a una azione di governo nergia termica e frigorifera e della sua contabilizconsumi standard del singolo sito o del mercato attenta alle esigenze e alle garanzie zazione, il diffondersi anche alle nostre latitudini appartamento [Celenza et al. 2013a, dei singoli potrà nel tempo realizzare. di reti tecnologiche distributive di fluidi (caldi o Celenza et al. 2013b]. Questo perché, Sia ben chiaro, non si è contrari in alcun modo freddi) finalizzate a dette forniture e a loro volta alia differenza dell’elettricità, l’utilizzo all’inesorabile diffondersi delle tecnologie digitali mentate da generatori termici centralizzati di condell’energia termica per la produe delle loro connesse potenzialità, ma da metrodominio, complesso residenziale o commerciale zione di acqua calda sanitaria e per logi e studiosi delle misure e delle strumentazioni o quartiere, ha reso il mercato regolato dell’energia i sistemi di riscaldamento e raffredi misura, ragionevolmente si teme che la dispotermica e frigorifera del tutto paragonabile a quello scamento del singolo è dettato da nibilità di dati privi di garanzie ed informazioni delle altre forniture energetiche a rete, seppur di esigenze igienico-sanitarie o climasulla loro affidabilità e applicabilità nei relativi sinrespiro più limitato territorialmente. Tutto questo tiche non programmabili né raziogoli contesti di fornitura, spesso rischierà solo di con una apparente similare struttura di consegna nalizzabili: nessuno pensa di farsi confondere il singolo utente, invece di favorirne del fluido termovettore all’utente, da quantificare la doccia o cucinare a mezzanotte un comportamento virtuoso perché informato. in termini energetici per la successiva transazione o di riscaldarsi solo di notte …per I dati di misura, infatti, se privi delle necessarie tramite il Contatore di Calore (CET) diretto (Figura 1), risparmiare. In perfetta antitesi con caratterizzazioni metrologiche (incertezza e rifeQuesta soluzione è del tutto simile nella sua quanto invece avviene ed è consiribilità ai campioni di misura), o peggio, se provelogica distributiva e transattiva agli altri servizi gliato nei consumi e nei costumi nienti da strumenti di “controllo” che forniscono energetici a rete, con un contatore che consente elettrici. solo informazioni sugli andamenti/variazioni di la quantificazione dei singoli consumi, CET diretto, una grandezza e non sulla sua esatta quantificale cui prestazioni metrologiche, ovvero i paramezione numerica, non danno al compratore-contri che garantiscono la certezza della misura e Necessaria una sumatore nessuna garanzia che la transazione la sua riferibilità ai campioni nazionali o internacampagna (in)formativa commerciale basata sui dati dello strumento di zionali (Vigo, 2014b) sono regolate dalla Direttiva e una corretta misura avvenga nel rispetto di quella fede pubEuropea MID (Measuring Instrument Directive), regolamentazione blica che è il principio ispiratore del mercato regoche impone le regole metriche prestazionali di del mercato lato, quello nel quale il consumatore “ignorante” uso [Bongiovanni et al., 2005] alle dieci categorie Ritornando al settore delle fornicompra merce quantificata da uno strumento di di strumenti di misura più diffusi che il cittadino ture da reti tecnologiche territoriali misura “garantito” da una autorità pubblica, del europeo incontra-utilizza nella sua vita sociale: (elettricità, acqua, gas, acqua saniquale non deve in alcun modo conoscere — da contatori dell’acqua, contatori del gas e dispositaria, energia termica e frigorifera), tivi di conversione del volume, contatori di energia elettrica attiva, contatori di calore, sistemi di misura per la misurazione continua e dinamica di quantità di liquidi diversi dall’acqua, strumenti THERMAL ENERGY ACCOUNTING: A MARKET THAT NEEDS STANDARDIZED RULES AND RESEARCH DEVELOPMENTS per pesare a funzionamento automatico, tassaThe European Directive 2012/27/UE on the Energy Efficiency identifies heat accounting as an essential tool for this purpose and makes compulsory - in metri, misure materializzate, strumenti di misura short times - the installation of accounting systems at both supply and cost sharing levels. Due to installation conditions and heating/cooling systems della dimensione, analizzatori dei gas di scarico. conduction, several heat accounting systems (direct and indirect) seem to be not compliant with metrological performances required by the Italian Infatti, la MID impone a ciascuna categoria di Decree DPR 59/09 for this kind of applications (measurement error within 5%). The 2004/22/CE Directive - known as Measuring Instruments Directive strumenti “metrici”, cioè bollati, le prestazioni metro(MID) – that regulates measurement devices for commercial transactions, sets specific requirements only for direct accounting systems. Finally, regulated market is based on accurate measurements within permissible limits and strictly referable to the SI samples, but only on July 2014 the Italian logiche in termini di incertezze prestazionali minime National Metrology Institute (INRIM) has developed the Sample of Thermal Energy. Both Directives and goals (energy efficiency and regulation of marda garantire per poter essere immessi sul mercato ket uniformity) have to be chased and to these purposes is required a joint effort by researchers, standardization bodies, designers, verifiers on energy e utilizzati come strumenti transattivi in un Mercato issues, experts in energy, process plant engineering and metrology. This is also because such a kind of matters undoubtedly affect environmental policies. Europeo regolato uniforme nelle sue regole in tutti i Keywords: Energy efficiency, heat accounting, smart metering suoi Stati membri e per tutti i suoi cittadini.

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Una soluzione poco compatibile con l’attuale parco edilizio

I CET diretti non sono molto diffusi in Italia, specie nelle applicazioni domestiche residenziali, in quanto la loro utilizzazione, secondo lo schema di un unico utente e un unico contatore, regolato dalle norme armonizzate della serie UNI EN 143 che definiscono anche le prove per l’approvazione di modello, richiede una soluzione impiantistico-distributiva del fluido termovettore “ad anello”, con una tubazione di alimentazione che corre lungo ciascun appartamento/utenza, sulla quale vanno montati i singoli componenti del CET diretto, cioè un misuratore-contatore di portata di fluido, due sensori di temperatura per l’ingresso e l’uscita e un calcolatore/elaboratore dei segnali di misura. Per dirla in termini euristici, con detta soluzione, che risulta spesso poco compatibile con i vincoli architettonici del parco edilizio esistente, l’utente paga la differenza di entalpia, cioè il contenuto energetico del fluido vettore, tra l’ingresso e l’uscita dell’anello distributivo interno al suo appartamento che alimenta i suoi “corpi scaldanti/raffrescanti”.

Figura 2 – Impianto centralizzato con configurazione a colonne e con ipotesi di contabilizzazione mediante CET diretto su ogni colonna e CET indiretto su ogni radiatore

• ripartitori di calore a evaporazione, regolati dalla norma UNI EN 835:1998, che sono ormai da conNella quasi totalità degli edifici http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 esistenti le reti siderarsi obsoleti. distributive di energia termica e frigorifera sono • totalizzatori dei tempi di inserzione compensati ancora oggi a colonne montanti verticali. In tale (su temperatura di mandata o su gradi giorno), diffusa tipologia distributiva l’unica possibilità di disciplinati dalla UNI/TR11388:2010 (quelli comcontabilizzare i consumi dei singoli, evitando la pensati sulla temperatura di mandata) e UNI obsoleta ripartizione millesimale per sua natura 9019:2013 (quelli compensati sui gradi giorno). poco rispondente a criteri energetici, è quella di adottare i cosiddetti ripartitori/totalizzatori CET indiretti che, montati sui singoli radiatori di ogni Le criticità della logica appartamento-utenza in abbinamento con una “ripartitoria” dei costi valvola termostatica di regolazione della singola L’addebito dei costi di riscaldamento e raftemperatura scaldante, consentono, in via “indifrescamento dei singoli utenti avviene in quota retta”, una stima dei consumi dei singoli utenti e parte per circa il 70÷80%) sulla base dei dati foruna conseguente ripartizione “premiale” dei costi. niti dai ripartitori/totalizzatori – CET indiretti, che Questo ovviamente se tutti i corpi scaldanti e/o “premiano” gli utenti attenti a un comportamento raffrescanti dell’intero plesso o condominio sono virtuoso nel raggiungimento del proprio benesuniformemente dotati dei sistemi di misura e regosere termico senza sovrariscaldamenti ambienlazione descritti (vedi Figura 2). tali. In tema di sovrariscaldamento si noti che al I sistemi in grado di effettuare una ripartizione fine del contenimento dei consumi energetici è indiretta dell’energia termica – CET indiretti si basano ad esempio vietato per legge [Presidente della su diversi principi (Celenza et al., 2015): Repubblica, 2003] superare in inverno temperature • ripartitori di calore elettronici, attualmente i più ambientali di 20 °C (e in estate di 26 °C in estate) diffusi, che rispondono ai requisiti della norma con tolleranza di 2 °C. Ciò purtroppo senza fare UNI EN 834:2013 (vedi Figura 3); riferimento né all’incertezza di misura dello strumento di verifica/controllo, né alla tipologia di ambiente confinato in cui è corretto effettuare il controllo, ma facendo solo riferimento a una media ponderata delle temperature ambientali rilevate. I costi complessivi del servizio, poi ripartiti tra gli utenti provengono da CET diretti condominiali, che misurano transattivamente i consumi da teleriscaldamento con prestazioni metrologiche contrattualmente definite e del tutto simili ai Figura 3 – Ripartitore valori prescritti da MID, o dalla gestione condoelettronico (CET indiretto) miniale del generatore termico centralizzato. Tale

Ripartitori/totalizzatori indiretti

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logica “ripartitoria” dei costi condominiali, che addebita al singolo (in quota parte per poter tener conto dei consumi e/ o dei costi condominiali comuni, tipo quelli legati alla gestione dell’androne e delle scale, e dei costi di alimentazione e dei rendimenti del generatore centralizzato) la sommatoria dei consumi “stimati” dei propri corpi scaldanti o raffrescanti, premiandone la virtuosità energetica, presenta una serie di criticità sia metrologiche che impiantistiche, che ne limitano l’efficacia e la corretta applicabilità e generano disparità tra utenti del mercato regolato dell’energia termica e frigorifera che vanno rimarcate e regolamentate. In primis, dal punto di vista della fede pubblica e della MID va evidenziato che solo i CET diretti oggi presentano quelle specifiche prestazionali di garanzia (circa ±5%) assolutamente richieste dalle regole del mercato regolato (Ficco et al., 2009; Celenza et al., 2013a), mentre i ripartitori/totalizzatori – CET indiretti non possono ad oggi essere “bollati”, cioè regolamentati tipo MID sia all’immissione sul mercato che nei controlli successivi, in quanto la loro complessa metodologia di misura e regolazione è tutta ancora da verificare nella riferibilità dei dati ai campioni di misura (solo nel luglio del 2014

Figura 4 – Campione di energia termica e Mockup per la caratterizzazione dei sistemi di contabilizzazione del calore presso l’INRIM di Torino tutto singolari e quindi difficilmente standardizzabili. Tutto ciò potrebbe mettere in discussione addirittura la possibilità di utilizzarli transattivamente senza che le necessarie puntualizzazioni o meglio standardizzazioni in termini di norme tecniche di istallazione-montaggio e verifiche metriche trovino una codifica condivisa. Tutto questo suggerisce ai ricercatori spunti e approfondimenti di ricerca e ai regolatori e normatori la necessità di una attenta definizione delle standardizzazioni http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 che, nel caso di uso di metodi che utilizzano CET indiretti, consentano di contenere o quantificare sia dette “difformità” nei singoli impianti e/o condomini, che il raggiungimento di una ben definita e uniforme garanzia transattiva con le relative verifiche metriche a livello di singolo condominio o plesso residenziale. A nostro personale giudizio, l’applicazione di logiche ripartitorie dei costi/ consumi di energia termica in via indiretta per il tramite di ripartitori/totalizzatori – CET indiretti è ancora lontano dall’essere compiutamente esprimibile secondo criteri metrologico-prestazionali tipo MID e questa mancanza rischia di vanificare Figura 5 – Banco prova per la verifica e l’omologazione MID dei contatori di energia termica presso il laboratorio LAMI dell’Università di Cassino e del Lazio Meridionale il raggiungimento di quel risparmio energetico a livello territoriale e nazionale, che invece l’uso diffuso e corretto dei sistemi di contabilizzazione può e deve poter garantire. Questo ambizioso obiettivo dell’efficienza energetica e del conseguente risparmio energetico nazionale (con l’obbligo di raggiungere entro il 2018 un utilizzo diffuso dei CET diretti o, in alternativa, di sistemi di ripartizione/totalizzazione nei sistemi centralizzati di produzione di energia termica e frigorifera) è stato recentemente legittimato in Italia dal DLgs 102/2014, attuativo della Direttiva Europea 2012/27/UE, che esplicitamente prevede i ruoli di ENEA, UNI-CTI e di ACCREDIA quali attuatori, regolatori, verificatori e certifical’INRIM, Istituto Nazionale di Ricerca Necessaria una standardizzazione normativa tori di tutte le norme tecniche finalizzate negli in Metrologia, di Torino ha presenVa quindi assolutamente evidenziato e reso impianti al miglioramento dell’efficienza energetato (INRIM, 2014), il neo realizzato noto a utenti e amministratori che i ripartitori/ tica e al raggiungimento del risparmio energetico Campione di Energia Termica) e diftotalizzatori – CET indiretti mostrano una forte a livello nazionale [Bernieri et al., 2012]. Ma insieme ficile appare una loro classificazione sensibilità alle condizioni di montaggio e alle inealla Direttiva 2012/27/UE, va applicata anche la MID. prestazionale metrica (Figure 4 e 5). vitabili interazioni strumento-impianto, che, sulla Questo richiederà per quanto sinteticamente base di molti studi ancora in atto, appaiono del

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CONTABILIZZAZIONE DELL’ENERGIA, IL GRUPPO DI LAVORO AICARR

Questi errori massimi ammissibili sono attualmente compatibili solo con sistemi Come noto, la Direttiva 2012/27/UE sull’efficienza energetica (recepita in Italia con di contabilizzazione diretta. il Decreto legislativo n.102 del 2014) obbliga entro il 31 dicembre 2016 l’installaL’AICARR, conscia della attualità e delicatezza del tema della contabilizzazione zione di sistemi di contabilizzazione del calore per poter misurare l’effettivo condell’energia, ha istituito uno specifico Gruppo di lavoro nell’ambito del Comitato sumo di tutte le unità immobiliari. Già il DPR 551/99 all’art.5 rende obbligatoria Tecnico Sistemi Impiantistici. Il GdL collabora attivamente con il CTI nell’ambito la contabilizzazione del calore per solo per le unità immobiliari di edifici di nuova del Gruppo Consultivo che lavora alle proposte di revisione del DLgs 102/14, con costruzione nel caso in cui la cui concessione edilizia sia stata rilasciata dopo il particolare riferimento all’art. 9 sulla contabilizzazione, e del Sottocomitato tec30 giugno 2000. Il DPR 59/99 asserisce che l’adozione della contabilizzazione del nico CT 803 Contabilizzazione del calore, che lavora all’aggiornamento della concalore è fortemente consigliata nel caso di mera sostituzione di generatore e nessa normativa con particolare riferimento alla UNI 10200. obbligatoria “ove tecnicamente possibile” in caso di ristrutturazione o installaA testimonianza dell’attenzione che AiCARR rivolge a questo tema, il 27 marzo si zione dell’impianto termico. Le apparecchiature installate ai sensi del comma 10 terrà a Milano un Convegno organizzato dalla nostra Associazione in collaboradevono assicurare un errore di misura, nelle condizioni di utilizzo, inferiore a più zione con il CTI e Accredia su questo argomento o meno il 5%, con riferimento alle norme UNI in vigore Marco Dell’Isola, Università degli Studi di Cassino e del Lazio Meridionale, coordinatore del GdL AiCARR sulla contabilizzazione

http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 esposto uno sforzo sinergico di ricercatori, normatori e regolatori non semplice ma realizzabile, specie se tutti condividono che gli obiettivi dell’uniformità transattiva nei mercati e del risparmio energetico negli impianti di trasformazione energetica rappresentano per i cittadini europei obiettivi entrambi qualificanti e caratterizzanti la comune appartenenza.

Una responsabilità ambientale Infine, se i recenti avvenimenti che hanno caratterizzato il mercato petrolifero con l’inaspettato crollo dei prezzi sembrano limitare l’importanza e la strategicità dei risparmi energetici e dei loro pesi economici (nella situazione odierna sono saltati tutti i piani di ammortamento impiantistici-energetici e in particolare quelli relativi alla sostenibilità economica degli impianti per le energie rinnovabili) è opportuno evidenziare che il diffondersi di sistemi di teleriscaldamento e teleraffreddamento, e di conseguenza dell’uso dei CET diretti o indiretti negli impianti centralizzati di riscaldamento e raffrescamento, oltre all’efficientamento e al risparmio energetico ha un risvolto ambientale fondamentale nella sua strategicità territoriale, che è quello di contenere o limitare incontrovertibilmente nei territori densamente antropizzati la produzione diffusa di polveri ultrafini da combustione aerodisperse, che invece l’attuale modello di riscaldamento con singole mini-caldaie determina [Buonanno et al., 2009; Buonanno et al. 2011]. La responsabilità del contenuto di polveri aerodisperse in aree urbane risulta infatti addebitabile per almeno il 60% al riscaldamento residenziale e per meno del 30% al traffico veicolare, in questi anni vessato da norme più che restrittive, che hanno ormai esaurito qualsiasi ulteriore possibile miglioramento (oltre EURO 6 sarebbe chiedere l’impossibile alla tecnologia) se non integrate da limitazioni draconiane sul vecchio parco veicolare ancora circolante. Non vi è alcun dubbio, infatti, che diminuire drasticamente il numero di caldaiette (energeticamente poco performanti e di

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norma non perfettamente manutenute specie in termini di emissioni) con generatori di grande taglia (manutenuti a regola d’arte, controllati nelle emissioni e con rendimenti energetici sempre nettamente superiori a quelli delle versioni di piccola taglia) è strumento ambientale che migliora non solo i dati macroscopici di CO2 prodotta, visti i rendimenti tipici, ma contiene e limita drasticamente il contenuto aerodisperso (diffuso) di polveri nei singoli territori, con una efficacia percepibile e condivisibile dai cittadini-utenti, ormai sensibili alla qualità dell’aria come parametro primo della qualità della vita sociale. Vivere e respirare in ambienti antropizzati ma salubri, caratterizzati da bassa dosimetria inquinante è parametro di

BIBLIOGRAFIA

benessere economicamente quantificabile e che inizia a trovare riconoscimento anche nel valore del bene residenziale. * Giorgio Ficco, Dipartimento di Ingegneria Civile e Meccanica dell’Università di Cassino e del Lazio Meridionale, ficco@unicas.it Paolo Vigo, ACCREDIA, Roma, Milano, Torino; Palmer, Parco Scientifico e Tecnologico del Lazio Meridionale, p_vigo@libero.it

• Bernieri A., Betta G., Capriglione D., Dell’Isola M., Ferrigno L., Ficco G., Laracca M., Miele G., Vigo P. 2012. Realizzazione di Infrastrutture di Misura e Controllo per la razionalizzazione dei Consumi Energetici. Atti del 29º congresso nazionale del GMEE, Monopoli (BA), 2-5 settembre • Bongiovanni G., Dell’Isola M., Ficco G., Molinar G., Mosca M., Vigo P. 2005. The Web Information Service “e-verific@tion” for the application of the CE-MID Directive on measuring instruments. Proceedings of 19th Metrology Symposium IMEKO, Opatja (Croatia), September 26th-28th • Buonanno G., Giovinco G., Morawska L., Stabile L. 2011. Tracheobronchial and alveolar dose of submicrometer particles for different population age groups in Italy. Atmospheric Environment, 45 (34), 6216-6224 • Buonanno G., Lall A., Stabile L. 2009. Temporal size distribution and concentration of particles near a major highway. Atmospheric Environment, 43, 1100–1105 • Celenza L., Dell’Isola M., D’Alessio R., Ficco G., Vigo P., Viola A. 2013a. Metrological analysis of smart heat meters. Proceedings of Flomeko 2013, 16th International Flow Measurement conference, Paris, September 24th-26th, Code 105418, 546-550 • Celenza L., Dell’Isola M., Ficco G., Vigo P. 2013b. Si punta sul multiservizio. Servizi a rete, 05, 51-54 • Celenza L., Dell’Isola M., D’Alessio R., Ficco G., Palella B.I., Riccio G. 2015. Heat accounting in historical buildings. “Historic, historical and existing buildings: designing the retrofit. An overview from energy performances to indoor air quality”. Special issue of Energy and Buildings • Ficco G., Vigo P., Viola A., Zotti L. 2009. La Verifica Metrico Legale dei Contatori di Calore secondo la Direttiva MID. Atti del VI° Congresso “Metrologia & Qualità”, Torino, 7-9 Aprile • INRIM. 2014, Convegno Ecothermo: i) Marinari C. Il campione Nazionale di Energia Termica ed il Mockup per la caratterizzazione dei sistemi di contabilizzazione del calore, ii) Masoero M. Contabilizzazione dell’energia termica: quadro normativo, Contesto applicativo e tecnologie allo stato dell’arte, iii) Ficco G. Limiti delle tecniche di contabilizzazione indiretta dell’energia termica nell’applicazione in contesti reali, iv) Marchesi R. Misura dell’energia scambiata dalle unità terminali di riscaldamento. • Presidente della Repubblica. 2013. Esercizio, conduzione, controllo, manutenzione e ispezione degli impianti termici per la climatizzazione invernale ed estiva degli edifici e per la preparazione dell’acqua calda per usi igienici sanitari, a norma dell’articolo 4, comma 1, lettere a) e c), del decreto legislativo 19 agosto 2005, n. 192. Gazzetta Ufficiale 149 del 27-6-2013. Roma: Poligrafico di Stato • Vigo P. 2014a. Tariffa oraria, in Italia è “irrealizzabile”. Quotidiano Energia, 4.12. • Vigo P. 2014b. Le Misure riferibili, strumento per la competitività d’impresa. Tuttomisure, 4, 252-253.

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Foto d’insieme dell’edificio a lavori conclusi. La centrale tecnologica e le sonde geotermiche sono ubicate sul lato opposto dell’edificio

Approntamento della macchina perforatrice per l’esecuzione del Ground Response Test (maggio 2009)

Geotermia

Targhetta di Casaclima affissa in prossimità del cancello di accesso pedonale

alla costante ricerca dell’obiettivo comune, pur nel mi fu proposto da una rispetto dei ruoli specifici. società di imprenditori di progettare gli impianti termomeccanici di un condominio ad alta efficienza energetica ubicato nel comune di Descrizione sintetica http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 Montegrotto Terme, nella rinomata zona termale dell’edificio e obiettivi sita a Sud-Ovest della città di Padova. Accettai L’edificio consiste di quattro piani, di cui l’ulcon entusiasmo, anche per aver modo di poter timo è il sottotetto abitabile, per una superficie mettere in pratica una sorta di sperimentazione di circa 870 m2 e contiene nove unità indipencon l’impiego di pompa di calore geotermica in denti (Tabella 1) con distribuzione quadripartita. Al un contesto del tutto particolare quale quello terpiano terra, oltre alle otto autorimesse e agli spazi male. Adesso che l’edificio è terminato, è possibile comuni di ingresso e disimpegno, sono ubicate constatare come l’obiettivo sia stato raggiunto la centrale tecnologica e le pertinenze di tre delle mediante il coinvolgimento di una pluralità di comquattro unità immobiliari poste al primo piano; al petenze che sono state armonicamente integrate secondo piano sono ubicate altre quattro unità INQUE ANNI OR SONO

immobiliari le cui pertinenze sono poste al terzo piano. Si è poi ricavata una nona unità indipendente separando una unità al primo piano e la relativa pertinenza al piano terra in due unità, una su ciascun piano, eliminando la rampa interna di scale (l’unità in questione è posta nell’angolo Sud del fabbricato), come mostrato in Figura 1. Per espressa volontà del Committente, l’edificio ha un consumo energetico particolarmente limitato e ben al di sotto di quanto

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strettamente richiesto dalla legislazione allora vigente, il D.Lgs. 192/05, e Quadrante e Unità Superficie Piani occupati [m2] orientamento risponde ai requisiti della classe energetica A del protocollo Casaclima, che prevede un fabbisogno energetico annuo per riscaldamento infeA1 86 Terra, primo Ovest riore a 30 kWh/m2. A2 86 Terra, primo Nord Per quanto riguarda l’involucro, particolare attenzione è stata posta nella B1-T 47 Terra Sud realizzazione dell’isolamento termico delle strutture opache orizzontali e B2 88 Terra, primo Est verticali e nella riduzione dei ponti termici. In particolare sono stati adottati B1-1 59 Primo Sud i seguenti valori di trasmittanza: D1 122 Secondo, sottotetto Ovest • muratura esterna a cassetta, spessore di isolante interposto 12 cm, U = D2 122 Secondo, sottotetto Nord 0,24 W/(m2K); limite allora vigente: 0,44 W/(m2K), attuale 0,34 W/(m2K). • copertura a falde ventilata, spessore di isolante 20 cm, U = 0,14 W/(m2K); E1 121 Secondo, sottotetto Sud limite allora vigente, 0,39 W/(m2K), attuale: 0,30 W/(m2K). E2 121 Secondo, sottotetto Est • vetrocamera basso-emissivi, su serramenti di tipo autoportante dotati Tabella 1 – Classificazione delle unità immobiliari di telaio in PVC con avvolgibile integrato, U = 1,72 W/(m2K), limite allora http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 vigente: 2,86 W/(m2K), attuale: 2,2 W/(m2K). Montegrotto Località Tutti i ponti termici sono stati verificati in sede progettuale mediante Terme (PD) il coinvolgimento di un consulente Casaclima certificato, che ha suggeParametri climatici (Zona E) [GG] 2383 rito le soluzioni per il loro corretto trattamento. Latitudine [°] 45°19' Dal punto di vista impiantistico, il progetto preliminare prevedeva un Longitudine [°] 11°47' riscaldamento con caldaie autonome e predisposizione per il condizioTemperatura minima invernale di progetto [°C] -6 namento (due unità tipo split-system, una per ciascun piano di afferenza Umidità relativa invernale di progetto [%] 75,0 dell’unità immobiliare). Temperatura massima estiva di 32,5 progetto a bulbo secco [°C]

Ipotesi progettuali

In Tabella 2 sono illustrate le condizioni climatiche di riferimento adottate nel progetto. Le condizioni interne di progetto sono tipiche di un contesto residenziale, con temperatura invernale di 20 °C e UR = 45%, condizioni estive 27 °C, UR = 55%. Il terreno come sorgente esterna per la pompa di calore La particolarità del sito ha richiesto un approfondito studio [1]. L’esecuzione di un ground response test ha consentito un corretto dimensionamento del campo di scambiatori termici verticali, consistente nella sonda S1, di profondità limitata a 70 m per problemi inerenti alla perforazione, più altre quattro sonde, da S2 a S5, da 120 m ciascuna (Figura 1). La necessità di prevenire fenomeni di invecchiamento precoce del materiale delle tubazioni, a motivo della maggiore temperatura media del terreno, ha escluso alcune tipologie di materiali quali il classico PEAD, privilegiando il più sicuro PEX-a.

Temperatura massima estiva di progetto a bulbo umido [°C]

24,0

Umidità relativa estiva di progetto [%]

50,0

Tabella 2 – Condizioni climatiche di riferimento

Produzione di energia termica e frigorifera e di acqua calda sanitaria L’impianto, il cui schema funzionale è in Figura 2, è costituito da una pompa di calore acqua-acqua con scambio termico verso il terreno dedicata al soddisfacimento dei carichi termici e frigoriferi e alla produzione centralizzata di acqua calda sanitaria, da due serbatoi di accumulo coibentati per stoccaggio dell’acqua calda (destinata

Figura 1 – Identificazione delle unità immobiliari al piano terra (l’unità B1.1 è posizionata al primo piano direttamente sopra l’unità B1.T). È ben visibile in alto l’ubicazione delle cinque sonde geotermiche verticali e il collegamento alla pompa di calore in centrale tecnologica: nell’angolo in alto a sinistra è riportata l’unità condensante remota per il funzionamento estivo. Tutte le installazioni impiantistiche comuni, eccetto la sonda S1, sono poste negli spazi condominiali per evitare la creazione di servitù impiantistiche

GEOTHERMAL APPLICATION IN A THERMAL WATERS SITE

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model) and a ground response test, usually not done for this size of buildings (less than 1000 m2). Five vertical boreholes are used as heat pump ground source, while during summer the heat pump coupled to an air condenser: a special version of a heat pump has been defined for this application. An economic evaluation demonstrates the validity of this solution. Keywords: Geothermal heat pumps, thermal water site, high efficiency buildings

Soluzione con Dry-Cooler: GSH211PX Special

Modello Selezionato

Chiller

ACS

Chiller + ACS

Pompa di Calore

alla produzione istantanea di acqua calda sanitaria) e da due preparatori istantanei di acqua calda sanitaria (Figura 3), costi[A] Corrente Assorbita Compressore 10.9 tuiti essenzialmente da scambiatore a piastre e circolatore per [-] EER 2.98 [kW] Potenza da smaltire lato Dry-Cooler 23 la massima igiene dell’acqua prodotta (nessun ristagno per lun[l/h] Portata d’Acqua all’utenza 2956 ghi periodi dentro i serbatoi di accumulo). Tale soluzione con[kPa] Perdite di Carico Acqua all’utenza 13 sente di trarre un elevato vantaggio in termini energetici, data [l/h] Portata d’Acqua lato dissipazione/disaccoppiamento 3942 Perdite di Carico Acqua lato dissipazione + la temperatura media del terreno nel sito di ubicazione dell’e[kPa] 23 + 5 /disaccoppiamento dificio, che è una zona termale. Durante il funzionamento come 28.9 [kW] Potenza Termica refrigeratore la macchina viene raffreddata ad aria esterna, poi[kW] Potenza Assorbita Compressore 7.2 ché le temperature del terreno non consentono in questo caso [A] Corrente Assorbita Compressore 12.8 [-] COP 4.00 lo smaltimento del calore di condensazione. La pompa di calore [kW] Potenza da prelevare lato sonde 22 si configura quindi come una macchina in esecuzione speciale, [l/h] Portata d’Acqua all’utenza 4889 i cui dati sono riassunti in Tabella 3. [kPa] Perdite di Carico Acqua all’utenza 34 [l/h] 1263 (*) Portata d’Acqua lato dissipazione Per quanto riguarda la distribuzione dei fluidi termovettori, http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 [kPa] 2.4 (*) Perdite di Carico Acqua lato dissipazione l’edificio è stato suddiviso secondo due montanti Est e Ovest, a ciascuno dei quali afferisce un sistema indipendente per la pro15.7 [kW] Potenza Frigorifera 22.3 [kW] Potenza Termica ACS duzione di acqua calda sanitaria. [kW] Potenza Assorbita Compressore 6.9 È previsto un sistema di resistenze elettriche di emergenza [A] Corrente Assorbita Compressore 12.3 che vengono messe in funzione (per la sola produzione di ACS) [-] COP globale 5.51 [l/h] Portata d’Acqua all’utenza fredda 2692 in caso di avaria della pompa di calore, impiegando l’alimenta[kPa] Perdite di Carico Acqua all’utenza fredda 10 zione elettrica di quest’ultima per limitare l’impiego di potenza. [l/h] Portata d’Acqua all’utenza ACS 3840 Potenza Frigorifera

[kW]

17.3

Potenza Assorbita Compressore

[kW]

5.8

Perdite di Carico Acqua all’utenza ACS

[kPa]

Potenza Termica

[kW]

32.6

Potenza Assorbita Compressore

[kW]

Corrente Assorbita Compressore

[A] [kW]

Potenza da prelevare lato sonde

[l/h]

Portata d’Acqua all’utenza Perdite di Carico Acqua all’utenza

[kPa] [l/h]

Portata d’Acqua lato dissipazione Perdite di Carico Acqua lato dissipazione

[kPa]

Tabella 3 – Specifiche tecniche dell’unità polivalente in esecuzione speciale File: 161_11_FELLIN_MONTEGROTTO_GSH.doc

Figura 2 – Schema funzionale semplificato dell’impianto (parte del valvolame, la strumentazione e le connessioni elettriche sono omesse per maggior chiarezza) Figura 3 – Vista della centrale tecnologica: sullo sfondo uno dei due produttori istantanei di ACS collegato all’accumulo di capienza pari a 1500 litri posto sulla sinistra

Tutto l’edificio è dotato di impianto di riscaldamento a pannelli radianti di tipo tradizionale con regolazione mediante cronoter9.4 6.65 mostato programmabile che agisce sulle testine elettrotermi28 che di ogni circuito. A motivo dell’elevato grado di isolamento 5610 43 dell’edificio e al fine di non ridurre l’efficienza della pompa di 1598 (*) calore, è stato scelto di non installare scaldasalviette ad alimen3.7 (*) tazione elettrica nei servizi igienici, prevedendone peraltro la predisposizione. I vari circuiti dei pannelli radianti sono connessi al collettore di Pagina 5 di 8 piano, a sua volta alimentato dalla cassetta di contabilizzazione pertinente all’unità abitativa, ubicata nel vano scale condominiale al primo e al secondo piano. I collettori sono del tipo con circolatore dedicato, per permettere la miscelazione tra acqua di ingresso e di uscita ai pannelli e consentirne così l’impiego anche in modalità di raffrescamento estivo (eccetto l’unità B1.1). Sulle tubazioni di ingresso e uscita immediatamente prima di ogni collettore sono realizzati gli stacchi per il collegamento ai deumidificatori alimentati con acqua a 7 °C. È previsto un selettore stagionale che esclude l’alimentazione dei pannelli radianti dei servizi igienici durante la stagione estiva, considerato l’alto valore di umidità relativa in tali ambienti, in modo da evitare la formazione di condensa sulla superficie del pavimento. 4.9

[-]

COP

Terminali di impianto

24/05/2011

Ventilazione meccanica controllata In un edificio a elevata prestazione energetica, la ventilazione meccanica controllata (Figura 4) è quasi obbligatoria per non vanificare il risparmio energetico mediante l’aerazione manuale. È stato previsto un sistema di unità ventilanti con recupero in grado di garantire una portata di aria esterna di circa 0,45 vol/h. La necessaria deumidificazione estiva è affidata ai deumidificatori di cui si è parlato, installati a incasso da parete o da controsoffitto. Si rimanda alla Tabella 4 per il dettaglio di deumidificatori (Figura 6) e unità di ventilazione (Figura 5). Nel luglio 2012 negli appartamenti D1 e B2 è stato effettuato, con esito positivo, un test di tenuta all’aria secondo UNI 13829:2002; il test è prescritto dall’Agenzia Casaclima come requisito necessario all’ottenimento della certificazione di classe “A”.

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Analisi economico-energetica

UNITÀ A1

UNITÀ D1

Nel seguito, per l’edificio considerato è riportata piano tipologia deumidificatore UVR piano tipologia deumidificatore UVR una sintetica analisi economica riferita al confronto terra semincasso a parete 100 m3/h secondo incasso sospeso 150 m3/h tra due alternative: la dotazione impiantistica di primo incasso sospeso sottotetto incasso sospeso tipo tradizionale, A, e l’alternativa con pompa di calore reversibile centralizzata, B. L’analisi esclude UNITÀ A2 UNITÀ D2 di proposito il costo della ventilazione meccapiano tipologia deumidificatore UVR piano tipologia deumidificatore UVR nica controllata, sia perché non tutte le unità ne sono dotate (Tabella 4), sia perché si tratta di una terra semincasso a parete --secondo incasso sospeso 150 m3/h soluzione valida in entrambi i casi, il cui costo, nel primo incasso sospeso --sottotetto incasso sospeso 2010, si aggirava intorno a circa 3000 € per ciascuna unità abitativa. Dato il basso tasso di inflaUNITÀ B1.T UNITÀ E1 zione riscontrato negli ultimi anni, i costi riportati piano tipologia deumidificatore UVR piano tipologia deumidificatore UVR in Tabella 5, aggiornati al 2010, possono essere terra semincasso a parete --secondo incasso sospeso 150 m3/h considerati tuttora validi. Evidentemente nel caso B il costruttore si assume sottotetto semincasso a parete l’onere di fornire una dotazione impiantistica comhttp://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 pleta anche per il raffrescamento estivo, laddove UNITÀ B2 UNITÀ E2 nel caso A viene solamente predisposto il condipiano tipologia deumidificatore UVR piano tipologia deumidificatore UVR zionamento autonomo lasciando poi l’onere delle terra semincasso a parete secondo incasso sospeso --relativa installazione al proprietario (ultime due primo incasso sospeso 150 m3/h sottotetto semincasso a parete --righe in Tabella 5); per questa analisi il confronto viene evidentemente svolto a parità di dotazioni UNITÀ B1.1 (solo riscaldamento) Tabella 4 – Dotazione di impiantistiche, ignorando la provenienza dell’inciascuna unità immobiliare: piano tipologia deumidificatore UVR vestimento (è peraltro ipotizzabile che nel caso B deumidificatori e unità primo ----il costruttore possa vendere le unità a prezzo più ventilanti con recupero (UVR) elevato, considerata la migliore dotazione impiantistica; se così non fosse infatti il vantaggio energetico sarebbe solo dell’acquirente). Per quanto riguarda i costi di riscaldamento e produzione di acqua calda sanitaria, il confronto viene effettuato considerando il costo del gas metano all’acquirente (caso A) e il costo dell’energia elettrica (caso B). In regime di raffrescamento estivo i casi A e B sono energeticamente equivalenti, variando solo le tariffe elettriche applicate (Tabella 5). In Tabella 6 sono riportati i fabbisogni e i consumi energetici e il costo complessivo annuo (riferito al 2010 ma considerato tuttora valido a motivo del ridottissimo tasso di inflazione) per le due soluzioni, calcolati con le seguenti ipotesi: • potere calorifico standard superiore del gas metano: 10,6 kWh/m3; • rendimento medio di caldaia (riscaldamento): 95%; • rendimento medio di caldaia (produzione acqua calda sanitaria): 90%; Figura 4 – Particolare di una UVR per la ventilazione meccanica controllata • consumo di acqua calda sanitaria: 80 litri per installata nel controsoffitto dell’antibagno (le canalizzazioni di presa ed espulsione dell’aria sono celate da una finta trave in cartongesso nel bagno finestrato) persona al giorno a t = 50 °C con Tingresso = 15 °C (circa 950.000 l/anno) Figura 5 – Unità ventilante per Figura 6 – Deumidificatore a • COP della pompa di calore (riscaldamento): 5 installazione sospesa celata entro soffitto (si vedono gli sportelli • COP della pompa di calore (produzione acqua una finta trave in cartongesso di accesso per la manutenzione) calda sanitaria): 4 • EER della pompa di calore (raffrescamento): 3,5 • EER del sistema autonomo tipo split-system: 3,5 Nel caso A, il costo medio dell’energia elettrica all’utente finale, calcolato come media dei due valori: • per Pinst = 4,5 kW e 4500 kWh annui di consumo: 0,29 €/kWh [2]

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• per Pinst = 3 kW e 2700 kWh annui di consumo: 0,19 €/kWh [2] risulta uguale a circa 0,24 €/kWhe. Vengono utiPompa di calore reversibile con unità condensante esterna NP 19.500 lizzate tariffe vigenti nel 2015, mentre i costi di impianto sono riferiti al 2010, ma essendo queMaggiori oneri condominiali per contatore dedicato alla pompa di calore NP 800 sti tuttora plausibili, si ritiene in questo modo di Distribuzione di centrale, collettore primario, montanti ai piani NP 18.000 offrire al lettore un confronto attuale. Elettropompe di centrale NP 3.200 Sempre nel caso A, il costo medio del gas Collegamenti esterni, collettore sonde geotermiche NP 3.500 naturale è valutato in 0,82 €/m3. Sonde geotermiche con Ground Response Test NP 44.000 Per il caso B, applicando la tariffa BTA3 (potenza Accumuli e produttori istantanei acqua calda sanitaria NP 4.000 impegnata di 6 kW), si ha un costo medio dell’eDistribuzione primaria di appartamento 3.000 3.000 nergia di 0,16 €/kWhe, cui sono stati aggiunti oneri Cassette contabilizzatrici NP 9.000 fissi e imposte [3]. Vi sono inoltre altri fattori difficilmente monetizPannello radiante e relativi collettori 43.000 43.000 zabili, tra cui il (presunto) minor onere manutentivo Caldaie autonome a gas a condensazione 9 x 2.300 NP dell’impianto centralizzato rispetto alla somma dei Camini per caldaie autonome 6.000 NP nove impianti autonomi, il maggior costo a carico Deumidificatori NP 9 x 230 http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 del condominio per l’impegno di potenza eletPredisposizione per impianto di condizionamento autonomo 6.000 NP trica nel caso centralizzato, che peraltro potrebbe 4 x 2.500 + essere pareggiato dall’impegno di potenza delle Impianti di condizionamento autonomi (eccetto unità B1.1) NP 4 x 3.000 singole unità qualora vengano impegnati per ciaImpianto di condizionamento autonomo unità B1.1 1.500 1.500 scuna unità 4,5 kW (anziché i tradizionali 3 kW), TOTALE 102.200 132.070 la maggiore affidabilità e durata di un impianto Tabella 5 – Confronto economico tra le due alternative. centralizzato (purché adeguatamente manuteA: impianto autonomo tradizionale; B: pompa di nuto) rispetto agli impianti autonomi. calore reversibile centralizzata; NP: Non Previsto Per il calcolo del VAN si è utilizzato l’utile strumento di calcolo che AiCARR mette a disposizione dei suoi soci in modalità calcolo base [4]; i descrizione Soluzione A Soluzione B dati risultanti sono riportati nella Tabella 7. Fabbisogno termico invernale complessivo 26200 kWht Costi (2010) Costi (2010) soluzione A soluzione B [€] [€]

Descrizione

Consumo energetico per riscaldamento

2600 m3

Fabbisogno termico per produzione acqua calda sanitaria Consumo energetico per produzione acqua calda sanitaria

6550 kWhe

~38000 kWht 3983 m3

9500 kWhe

Fabbisogno energetico per raffrescamento

10000 kWhf

Consumo energetico per raffrescamento

2900 kWhe

Consumo energetico complessivo

6583 m3 + + 2900 kWhe

Costo energetico complessivo annuo

852 € (quota 5398 € (gas) + fissa) + 3051 € (variabile) 696 € (energia = elettrica) = 6094 € (2015) 3852 € (2015)

18950 kWhe

Tabella 6 – Fabbisogni, consumi energetici e costo complessivo annuo per le due soluzioni

Conclusioni In conclusione, l’investimento risulta comunque conveniente, anche in assenza di incentivi; nel caso dell’Impresa costruttrice, come già detto in precedenza, appare opportuno e verosimile che il maggior costo di investimento sia sostenuto dall’acquirente finale dell’unità, soggetto che beneficerà poi del risparmio nei successivi anni di esercizio dell’impianto. * Francesco Fellin, libero professionista, Padova

BIBLIOGRAFIA

Extracosto della soluzione B (pompa di calore reversibile) rispetto alla A

29870 €

Risparmio annuo nel caso B rispetto a quello A

2280 €

Tasso d’interesse

Tasso d’inflazione

Valore Attuale Netto

circa 25.000 €

Tempo di ritorno dell’investimento

circa 12 anni

Tabella 7 – Risultati dell’analisi economica (riferita al 2015)

[1] De Carli M., Emmi G., Zarrella A., Galgaro A. 2011. Possible ground energy uses in zones with anomalous gradient of temperature. Proceedings of IIR International Conferences 2011, Padova, April; [2] http://www.acquirenteunico.it/canale/consumatori/ storico-del-prezzo-medio-nazionale-di-riferimento/ evoluzione-del-prezzo-di-rif-22; [3] http://www.enel.it/it-IT/clienti/enel_servizio_elettrico/ tariffe_per_la_casa/tariffe_per_usi_diversi/bta3.aspx; [5] Tool, software di calcolo Aicarr, A04: calcoli finanziari: valutazione del valore attuale netto (VAN), www.aicarr.org.

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CASE STUDY Pompe di calore polivalenti per la riqualificazione del luxury hotel amalfitano

Protetto da stringenti vincoli storici e ambientali, il “Monastero Santa Rosa Hotel & Spa” è stato oggetto di una riqualificazione energetica che ha previsto l’installazione di un impianto con pompe di calore ariaacqua polivalenti, che serve tutte le aree della struttura di Antonino Di Maio*

N UN ANGOLO DI PARADISO TERRESTRE, a Conca dei Marini, un piccolo diamante incastonato nella Costiera Amalfitana, su uno sperone di roccia sorge un antico monastero di suore dove nacque la famosa “Sfogliatella Santa Rosa”, che prende il nome appunto dal convento. Il fabbricato fu edificato nel XVII secolo su uno spuntone di roccia calcarea che, alla quota di circa 300 metri, si protende verso il mare offrendo un panorama mozzafiato, di quelli che rimangono per sempre impressi nella memoria.

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Da qualche anno il monastero è stato acquisito da una imprenditrice che lo ha trasformato in un albergo, o meglio in un luxury hotel, destinato ad accogliere facoltosi ospiti alla ricerca di un sito unico in cui trascorrere le vacanze. La struttura si rivolge a ospiti di provenienza prevalentemente americana, estremamente esigenti, che vengono accolti in venti lussuosissime suite, ciascuna unica nel suo genere, che possono godere anche di un elegante centro wellness e di un ristorante di qualità molto elevata.

L’ottimo livello dei servizi forniti dal “Monastero Santa Rosa Hotel & Spa”, questo è il nome dell’albergo, ha richiesto una progettazione molto particolare, attenta a coniugare la funzionalità degli impianti, che devono essere in grado di garantire il massimo comfort termoigrometrico e acustico negli ambienti pur rispettando i più stringenti parametri di efficienza, con un’integrazione

di comfort microclimatico in tutti gli ambienti, corridoi compresi, e la massima silenziosità e che gli elementi interni (bocchette e griglie di ripresa) Potenza frigorifera totale 303 kW fossero poco o per nulla visibili. Potenza termica totale 315 kW L’unica via perseguibile per raggiungere risulCaldaie di supporto 420 kW tati apprezzabili dal punto di vista energetico è Accumulo acqua calda 10000 dm3 stata operare sulle tecnologie impiantistiche, sceNumero sottostazioni 4 gliendo tra quelle più performanti dal punto di vista dell’efficienza energetica, degli ingombri e della rumorosità. Superfici climatizzate 1960 m2 La committenza ha inoltre avanzato una ulteVolume netto trattato 6650 m3 riore richiesta, che potrebbe essere considerata Numero camere 20 singolare, ma si sa che nel campo del lusso non Spa 332 m2 esistono richieste singolari. Infatti, ha voluto che Ristorante / Bar 190 m2 http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 anche nella stagione estiva gli ospiti della dimora Riqualificare nel non possano percepire la classica sensazione di rispetto dei vincoli freddo che si prova calpestando i bellissimi pavistorici ed ambientali Superficie 176 m2 menti in marmo pregiato. Cosicché si è dovuto Volume netto trattato 265 m3 Dal punto di vista termotecnico, pensare a un lieve riscaldamento del pavimento Potenza scambiatore 150 kW la progettazione ha richiesto soludurante il periodo estivo in cui il bagno viene Temperatura in riscaldamento 29/30 °C zioni impiantistiche personalizzate comunque raffrescato. e fortemente innovative, per renTabella 1 – Dati tecnici di impianto e struttura La realizzazione di questo complesso sistema dere il complesso molto efficiente dal di trattamento termico non è stata cosa facile dal punto di vista energetico e garantire punto di vista della regolazione, richiedendo di interle condizioni microclimatiche desifacciare tra loro vari sistemi e alcuni di essi anche derate nelle varie zone dell’edificio, paesaggistici, in accordo con la Soprintendenza in contrapposizione di funzioni, come il riscaldanel rispetto dei rigidi vincoli impoai Beni Ambientali, è stato scelto di installare queste mento del pavimento e il raffrescamento dell’aria. sti dai vari enti di tutela. particolari pompe di calore, che sono composte Il compito non era facile, conda due distinte sezioni, i condensatori/evaporasiderato che il carattere storico del tori e le unità motoevaporanti. I primi, muniti dei Le soluzioni impiantistiche fabbricato non permetteva alcun relativi ventilatori assiali a basso numero di giri, Per soddisfare tutte le richieste avanzate nell’afintervento di riqualificazione dell’inquindi silenziosissimi, si sviluppano in lunghezza fidamento dell’incarico ci si è affidati a un impianto volucro, protetto da stringenti vincon un’altezza all’incirca di 1 m e profondità non idronico a quattro tubi. coli storici e ambientali, e che non superiore a 50 cm e sono stati installati su una Il fluido termovettore viene elaborato da pompe era possibile l’installazione di macapposita piattaforma metallica ben nascosta dalla di calore aria-acqua polivalenti di tipo splittato, chine (pompe di calore o torri evafolta vegetazione, per cui risultano invisibili sia ovvero divise in due sezioni. Queste macchine porative) all’esterno del monastero, dall’interno dell’area dell’albergo che da qualsiasi sono in grado di produrre contemporaneamente perché sarebbero state individuapunto della costiera, mare compreso; le seconde fluido caldo e fluido freddo. Quando c’è contembili dalla strada, dai paesi vicini e dal sono state sistemate all’interno dell’ampio locale poraneità di richiesta di freddo sulla prima copmare, grazie alla particolare posizione che ospita la centrale termo-frigorifera. pia con richiesta di caldo sulla seconda, viene dell’immobile che lo rende visibile Le macchine scelte usano R134a, che consente scambiata energia termica tra i due fluidi grazie da buona parte della costiera amalfidi lavorare con valori di temperatura dell’acqua all’intermediazione del ciclo termodinamico. In tana. Le difficoltà progettuali legate fino a +65 °C, cosa molto utile nelle strutture alberquesto modo uno dei due servizi diviene praticaai vincoli imposti dagli enti pubblici ghiere nelle quali è determinante la disponibilità mente gratuito. Negli altri casi le batterie, instalsono state anche arricchite dalle pardi acqua calda, sia per usi igienico-sanitari che per late all’esterno del localedibito a centrale termica, ticolari richieste delle committenza, altri usi tecnologici. provvedono a completare il ciclo termodinamico, che ha voluto che l’impianto terL’acqua calda per usi igienico-sanitari viene divenendo di volta in volta evaporatori o conmico garantisse il massimo livello stoccata in due serbatoi di accumulo da 5000 dm3 densatori. Proprio per soddisfare i severi limiti cadauno, alla temperatura di +50 °C. Grazie allo stesso circuito caldo si provvede al riscaldamento della piscina, che dura fino al mese di giugno inoltrato, e ovviamente all’alimentazione del circuito caldo dell’impianto di climatizzazione a quattro THE TRANSFORMATION OF AN ANCIENT MONASTERY INTO A LUXURY HOTEL tubi. Il circuito freddo invece alimenta le tubaThe article highlights the system solutions that have enabled them to overcome the difficulties related to the zioni fredde dei quattro tubi. restructuring of an ancient monastery for it to become a luxury hotel. Come backup in emergenza alle pompe di Radiant floor heating and cooling elements, fan coils, radiators. There is a bit of everything in Monastero Santa calore, da tenere in considerazione in caso di Rosa Luxury Hotel that has its heart in the heat pumps multipurpose split type of Climaveneta that ensure all default della alimentazione elettrica, sono state aspects of the thermal structure, from the SPA to the pool, from the luxurious rooms to the gourmet restaurant. In the design was important to take into account, first, the comfort of the guests, with a particular attention to installate due caldaie ausiliarie a condensazione the noise of the plants and their regulation, but also to save energy.” alimentate dal gruppo elettrogeno di soccorso, in modo che in nessun caso gli ospiti della strutKeywords: monastrey, luxury hotel, heat pump, energy requalification tura possano rimanere senza acqua calda.

architettonica rigorosa e fortemente conservativa. La ristrutturazione dell’edificio, che versava in stato di degrado a causa del lungo periodo durante il quale è rimasto inabitato, è avvenuta nel biennio 2010-2012 ed è stata condotta con profondo rispetto filologico, grazie agli sforzi di una squadra multidisciplinare di professionisti italiani e americani, con un investimento totale di poco inferiore ai cinque milioni di euro.

DATI TECNICI

DATI SULLA STRUTTURA

PISCINA ESTERNA RISCALDATA

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

Figura1 – Schema dell’impianto Figura 2 – Dettaglio dell’impianto idronico a quattro tubi

La distribuzione dei due fluidi, caldo e freddo, avviene attraverso un doppio anello chiuso, con vari spillamenti che alimentano le diverse sezioni dell’impianto, ovvero il ristorante, il bar, la SPA, l’ala sud e quella nord. Ognuna di queste sezioni è dotata di una propria sottostazione di rilancio dei fluidi e di adeguata regolazione della temperatura con valvole miscelatrici. Le tubazioni di collegamento tra la centrale termica e l’edificio principale, che distano tra loro più di 70 m, sono di polietilene reticolato e, in quanto interrate, sono di tipo pre-isolato. Radiante a pavimento

Per raggiungere l’obiettivo di conseguire i livelli di comfort richiesti nella scelta degli impianti all’interno delle suite, si è preferito utilizzare pavimenti radianti, assolutamente non rumorosi, con ventilconvettori che intervengono nel caso di repentine richieste di variazione di temperatura e che svolgono anche la funzione di deumidificazione. Per quanto detto precedentemente, nei bagni è stato necessario riscaldare il pavimento anche in estate, seppure con un limite alla temperatura superficiale del marmo fissato a +28 °C, mentre l’impianto di raffrescamento, tramite un ventilconvettore, mantiene la temperatura dell’ambiente al valore desiderato inviando l’aria trattata dall’alto del tettuccio della zona doccia. È da notare che il ventilconvettore del bagno è stato dimensionato

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in modo da abbattere i carichi termici naturali dell’ambiente, ma anche il riscaldamento procurato dal pavimento radiante. Per maggior comfort, il bagno è anche servito da un elemento di termoarredo di tipo tubolare, in acciaio cromato, che viene alimentato dal circuito caldo durante tutto l’anno e che serve per mantenere gli asciugamani e gli accappatoi sempre ben asciutti e tiepidi. Quest’ultimo apparecchio è dotato di valvola di regolazione che consente agli ospiti di disattivare

il servizio, qualora indesiderato. Una camera dotata di impianti così diversi e complessi non poteva che avere una sorta di stazione fluidica dedicata. Infatti, all’esterno di ogni stanza è stata realizzata una nicchia nella quale due coppie di tubazioni, una calda e l’altra fredda derivate dalle tubazioni principali, alimentano particolari valvole modulanti a sei

Figura 4 – Unità motoevaporanti sistemate all’interno del locale che ospita la centrale termo-frigorifera

Figura 3 – Condensatori/evaporatori installati su una apposita piattaforma metallica ben nascosta dalla folta vegetazione

vie che regolano il funzionamento Sistema di gestione e controllo valvole di regolazione in un unico sito esterno del ventilconvettore e il pavimento alla camera, riduce anche al minimo indispenTutte le valvole che servono per regolare gli radiante della zona letto e che riesabile il numero e le dimensioni delle tubazioni impianti di ogni singola camera vengono gestite scono a inviare il fluido caldo o quello che devono passare all’interno, riducendo l’imda un software dedicato, appositamente studiato freddo ai terminali da regolare, in patto sulle murature. e realizzato per il “Monastero Santa Rosa Hotel & funzione della temperatura richiesta Spa”, che a sua volta si connette al sistema cendal cliente, modulandone la portata trale di gestione dell’albergo. CONCLUSIONI secondo una relazione di tipo PID. La scelta di delocalizzare le valvole garantisce Dai calcoli effettuati, confermati dai primi periodi http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 Dalla stessa stazione fluidica venla possibilità di effettuarne le manutenzioni all’edi gestione, si è potuta valutare una stima del rispargono alimentati, sempre con valvole sterno delle camere, senza dare disturbo agli ospiti, mio ottenuto con queste pompe di calore, rafmodulanti, il pavimento radiante e ma anche di evitare che si possa udire qualsiasi frontato a quello ottenibile con il classico sistema il ventilconvettore del bagno e le fruscio dovuto al fluire dell’acqua nelle valvole chiller + caldaie, pari all’incirca al 50%. valvole a due vie tipo on-off che aliall’interno delle stanze e delle suite. Un ulteriore mentano il termoarredatore. vantaggio, derivante dall’accentramento delle * ing. Antonino Di Maio, Studio Di Maio, Sorrento

Figura 5 – Tubazioni in polietilene reticolato e pre-isolate collegano la centrale termica e l’edificio principale

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CASE STUDY

Pompe di calore ad acqua di mare per il “nuovo” Porto Mediceodi Livorno L'area portuale livornese è attualmente oggetto di un grande intervento riqualificativo che prevede l'implementazione di una centrale termofrigorifera con pompe di calore acqua/acqua e una serie di soluzioni per la protezione dei componenti degli impianti di Alberto Milanoli*

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

L PRIMO NUCLEO del Porto Mediceo di Livorno risale

al 1500 con la costruzione della Darsena Vecchia, dando il via ad un’espansione costante che raggiunse il suo apice, dopo l’estinzione dei Medici e il passaggio del governo del Granducato agli Asburgo-Lorena, nel 1700 e 1800. Dichiarato Porto Franco, unito a Firenze con una linea ferroviaria, divenne lo scalo di riferimento di un retroterra in rapida industrializzazione, entrando in concorrenza con Genova per il primato del traffico della costa tirrenica. Con l’Unità d’Italia e l’abolizione della franchigia, l’attività portuale entrò in crisi, compensata però

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da una riconversione industriale con la nascita, nel 1866, dei Cantieri Navali Fratelli Orlando, siciliani trapiantati a Livorno. Lo sviluppo fu notevole, con importanti commesse militari, nazionali e internazionali, e nel 1933 il cantiere navale divenne una società a partecipazione statale, confluendo nell’IRI. Dopo le gravi distruzioni belliche, il cantiere fu ricostruito e incorporato nell’Ansaldo, ma iniziò un lento declino che, nel 1984, portò all’incorporazione in Fincantieri che però non diede lo sperato rilancio, chiudendone nel 1996 l’attività. Dopo un vano tentativo di autogestione degli stessi lavoratori, riuniti in cooperativa, il cantiere

fu acquistato nel 2003 dalla piemontese Azimut-Benetti, azienda tra i maggiori costruttori mondiali di yacht di lusso. La concentrazione della produzione da diporto su un’area più limitata ha liberato ampi spazi adiacenti a Piazza Mazzini, avviando l’ambizioso progetto di trasformazione urbana dell’area del primo nucleo mediceo, denominato Porta a Mare che, una volta ultimato, rivoluzionerà il volto della zona.

DARSENA VECCHIA

BACINO

GG DI CARENA

UFFICI STO RICI

SUB-AMBITO "D" PIAZZA MAZZINI

DARSENA NUOVA

SUB-AMBITO "C" ARSENALE

SUB BITO -AM S LIP "B"

TRASFORMAZIONE URBANA. Il progetto riqualificativo si sviluppa su sei lotti denominati Uffici storici, Piazza Mazzini, Officine Storiche, Lips, Arsenale e Molo mediceo per una superficie complessiva edificata di 71.000 m2 di cui 33.000 m2 ad uso terziario/ commerciale, 13.000 m2 ad uso residenziale e 25.000 m2 ad uso turistico/ricettivo, oltre a 53.000 m2 di parcheggi in superficie e interrati

SUB-AMBITO "E" OFFICINE STORICHE

PORTO MEDICEO

"A" ITO CEO B I AM D B- ME U O S L MO

CIN

DARSENA MOROSINI

V LE

CIN

Il progetto si sviluppa su sei lotti denominati Uffici storici, Piazza Mazzini, Officine Storiche, Lips, Arsenale e Molo mediceo per una superficie complessiva edificata di 71.000 m2, di cui 33.000 m2 ad uso

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Il progetto di riqualificazione

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terziario/commerciale, 13.000 m2 ad uso residenziale e 25.000 m2 ad uso turistico/ricettivo, oltre a 53.000 m2 di parcheggi in superficie e interrati. Ad oggi sono stati completati i primi due lotti: l’intervento sul lotto “Uffici storici” ha riqualificato 6000 m2 della palazzina ottocentesca utilizzata come uffici direzionali dei cantieri Orlando prima e di Fincantieri poi, suddividendo la volumetria in

dodici unità indipendenti di varia metratura destinate a locazione/vendita di uffici. L’impianto di climatizzazione è a pompa di calore acqua/aria con ventiloconvettori e recuperatori di calore per gestire i ricambi. Il lotto “Piazza Mazzini” è costituito da un’ autorimessa interrata e un piano terreno porticato di circa 13.000 m2 destinato a negozi e supermercato,

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COMPRESSORE

VASO DI ESPANSIONE

COMPRESSORE

la cui copertura è costituita da una MANDATA ALLE MANDATA ALLE UTENZE CDZ UTENZE CDZ piastra in cls che sostiene tre blocPRODUZIONE chi di appartamenti, suddivisi su tre ACQUA CALDA SANITARIA piani con giardini pertinenziali per RITORNI RITORNO DALLE DALLE quelli inferiori. VASO DI UTENZE UTENZE ESPANSIONE Per gli esercizi commerciali, demandando ai futuri gestori la realizzazione dell’impianto, si è prevista solo una predisposizione di acqua calda e refrigerata contabilizzate per ogni negozio, un’atT= 50°C T= 55°C T= 7°C tesa di acqua potabile fredda, una di acqua potabile calda e due stacchi con serranda per l’aria primaria e l’estrazione. Per gli appartamenti è stato progettato solo l’impianto dihttp://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 riscaldamento con sistemi radianti contabilizzati e la predisposizione, annegando nelle strutture le tubazioni dei gas e della condensa, di un futuro impianto multisplit, demandato ai singoli acquirenti. POMPE DI

T= 12°C

CALORE

La centrale termofrigorifera e il riscaldamento della darsena Già predisposta anche per il terzo lotto “Officine storiche”, la centrale è costituita da quattro pompe di calore polivalenti acqua/acqua da 800 kW cadauna utilizzanti come fluido primario di scambio l’acqua di mare. Questa soluzione, oltre ad essere ottimale dal punto di vista gestionale, ha consentito di non installare alcun impianto solare termico, peraltro non accettabile dalle autorità locali per motivazioni estetiche, essendo il fabbisogno di acqua calda sanitaria già in gran parte soddisfatto dal recupero energetico delle pompe di calore che, nella fase estiva, evitano o comunque riducono lo smaltimento di calore nell’acqua di mare. Si temeva una problematica, che poi alla luce dei calcoli si è rivelata infondata, legata a un innalzamento della temperatura dell’acqua di mare che, oltre ad alterare le condizioni della biosfera marina, avrebbe diminuito la resa dell’impianto. Il dubbio nasceva dal fatto che lo scambio energetico non avveniva con il mare aperto ma con una darsena comunicante con l’esterno solo attraverso una strettoia di pochi metri di larghezza. Poiché l’autorità portuale non sta effettuando il dragaggio delle darsene, sia per motivi di bilancio

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ESTATE : 34°C INVERNO : 3°C

ESTATE : 29°C INVERNO : 7°C

SCAMBIATORE A PIASTRE IN TITANIO

ESTATE : 33°C INVERNO : 2.5°C

INIEZIONE DI IPOCLORITO

ELETTROPOMPA CORPO IN BRONZO

ELETTROPOMPA CORPO IN BRONZO CL

RITORNO AL MARE

ESTATE : 28°C INVERNO : 8°C

TUBAZIONI E VALVOLAME IN MATERIALE PLASTICO PRESA A MARE CON TUBAZIONE FORATA E SISTEMA DI FILTRAZIONE MECCANICO

STERILIZZATORI A RAGGI ULTRAVIOLETTI

SCHEMA DI FUNZIONAMENTO DELLA CENTRALE TERMOFRIGORIFERA

che soprattutto perché, da alcuni anni, le sabbie dragate sono considerate per legge inquinate e quindi irrecuperabili per usi edilizi e bisognose di un’area dedicata al loro stoccaggio e smaltimento, il livello del fondo si sta lentamente innalzando, riducendo di conseguenza il volume d’acqua complessivo. Per valutare l’impatto dell’impianto sulla temperatura dell’acqua della darsena si sono fatte alcuni calcoli partendo da tre ipotesi di partenza, tutte altamente cautelative:

1) darsena completamente chiusa e impianto in funzione 24 ore su 24 al 100%; 2) darsena completamente chiusa e impianto in funzione 14 ore su 24 al 100%; 3) darsena con un ricambio d’acqua del 10%, impianto in funzione 14 ore ma con un andamento orario modulante in funzione dei carichi. Nel primo caso, per fare transitare l’intera acqua della darsena negli scambiatori sarebbero stati necessari 13 giorni, nel secondo 23, nel terzo 49: quest’ultimo valore, pur con un’ipotesi fortemente

cautelativa, è già eccedente la durata ore) non ci sarebbe stato alcun effetto di riscaldell’acqua e nelle zone prive di turbolenza, che del periodo più caldo dell’estate, damento, il che dimostra quindi che il raffredriducono la sezione utile di transito causando un che statisticamente è intorno alle damento naturale notturno dell’acqua annulla il forte decadimento prestazionale dell’impianto; si tre settimane. riscaldamento diurno dovuto allo scambio; ciosono adottate quindi alcune soluzioni per conInoltre, si è analizzato il dato nondimeno, recuperare tutta o in parte l’acqua tenere le infestazioni e proteggere i componenti storico reale dell’estate 2009, dall’1 calda per usi sanitari invece di smaltirla sul mare più delicati e costosi. luglio al 15 settembre, relativo alla stamigliora la situazione. A monte delle elettropompe sono stati prezione di misura del Porto Mediceo, visti dei debatterizzatori a luce ultravioletta, prorilevando per ogni giorno la temdotta da speciali lampade a vapori di mercurio Soluzioni per la protezione peratura dell’acqua alle ore 23.00 (spea bassa pressione poste all’interno di un tubo di dall’inquinamento marino gnimento dell’impianto) e alle 7.00 quarzo, a sua volta inserito in una camera d’acCome è noto l’utilizzo dell’acqua di mare ha (riaccensione dello stesso), secondo ciaio inox entro cui scorre l’acqua. La lunghezza un notevole impatto sull’integrità dei componenti l’ipotesi di funzionamento di 14 ore, d’onda di 254 nm consente la massima capacità dovuti agli inquinanti fisici e biologici, nello specievincendo che: battericida in grado di eliminare oltre il 99% dei fico aggravato dalle condizioni di contorno della • in soli 11 giorni su 76 totalihttp://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 il valore microorganismi. darsena. Le cause sono dovute principalmente a: della temperatura dell’acqua è L’unico trattamento chimico è stato limitato ad 1) salsedine; aumentato dalle 23.00 alle 7.00 per un flussaggio con ipoclorito di sodio dello scam2) sospensioni sabbiose; un valore massimo di 0,5 °C, in altri biatore, controllato da un’apposita strumentazione 3) presenza di microrganismi. 8 è rimasto uguale, nei restanti 57 e limitato al periodo di sosta dell’impianto: sullo Per limitare i danni provocati dalla salsedine si è ridotto; scambiatore, isolato dalle valvole di ritegno e dalla si sono adottati tutti gli accorgimenti costruttivi • non ci sono mai stati più di due contropressione, un circolatore fa circolare dell’acabituali, quali l’utilizzo di tubazioni e valvolame giorni consecutivi di innalzamento qua clorata in controcorrente, con un quantitain plastica per le reti di acqua salata, l’utilizzo di della temperatura (tre considerando tivo controllato da una sonda. scambiatori esterni alle unità polivalenti in piale giornate senza variazione) e dopo Nel momento della rimessa in servizio dello stre di titanio, elettropompe con il corpo e la queste sequenze ci sono sempre scambiatore, il quantitativo di cloro presente, già girante in bronzo, componenti flangiati per un stati entro tre giorni i picchi massimi di per sé basso visto il modesto quantitativo d’acfacile smontaggio. di riduzione notturna (0,8-1,0 °C). qua, si diluisce rapidamente nella totalità del cirLa problematica legata alla sospensione di Nei 57 giorni di riduzione i valori cuito riducendo il proprio potere ossidante prima sabbia era particolarmente importante, sia per sono stati compresi: dell’immissione in mare. la limitata profondità della darsena che per la con• tra 0,8 e 1 °C per 8 giorni; Un ulteriore accorgimento per evitare l’inquitemporanea impossibilità di uscire con tubazioni • tra 0,5 e 0,7 °C per 14 giorni; namento da microorganismi è dato dalle tubadall’impronta dell’edificio a causa della possibile • tra 0,3 e 0,4 °C°C per22 giorni; zioni di restituzione nel mare che sono sopra al interferenza con l’elevato pescaggio degli yacht • tra 0,1 e 0,2 °C per 23 giorni. pelo dell’acqua, con uscita a stramazzo per evidi grandi dimensioni varati dai cantieri AzimutLa media della riduzione nottare il contatto con l’acqua di mare Benetti; nello stesso tempo vi era l’esigenza di preturna (considerando anche i giorni Infine, le tubazioni immerse nel mare e a monte levare l’acqua alla massima profondità possibile, in cui il valore della temperatura è del trattamento a raggi UV sono flangiate, facilper limitare l’influsso dell’irraggiamento solare. aumentato) è di 0,245 °C a luglio, mente smontabili e prive di qualsiasi organo di Si è optato per la soluzione di costruire una 0,268 °C ad agosto, 0,350 °C a setintercettazione. camera di calma in cls, in comunicazione con il tembre, con una media totale di Tutti gli accorgimenti suddetti, è bene ricormare solo a livello del fondo, ma con un dente 0,273 °C per notte darlo, non potranno mai eliminare del tutto le di 50 cm che evitasse l’ingresso della sabbia e Mantenendo sempre un profilo problematiche legate all’inquinamento batterico con una tubazione verticale in pvc forato che, assai cautelativo, si è considerato e fisico e quindi sarà sempre necessaria una pulisuddividendo i flussi di aspirazione, limitasse la che nelle ore notturne di spegnizia periodica dei componenti che prevede il loro turbolenza e quindi la sospensione dei prodotti mento dell’impianto il valore della smontaggio, la spazzolatura e il lavaggio, ma l’osabbiosi, oltre a fungere da prefiltro meccanico temperatura del mare si abbassi di biettivo che ci si è posti è stato di allungare il più contro l’ingresso di pesci e detriti. Si è scelto inol0,14 °C (50% circa del valore medio possibile il periodo tra due interventi successivi tre, invece di prelevare direttamente nel mare, di misurato corrispondente alla quinInfine, un ultimo aspetto quasi sempre trascucostruire la presa nell’antico canale di varo delle dicina più sfavorita dall’1 al 15 luglio). rato dai committenti è legato alla manutenzione imbarcazioni, oggetto di prolungamento fino al Partendo da un valore della tempeche, specialmente in impianti di questo tipo, deve mare aperto e che, essendo lastricato, vietato al ratura dell’acqua pari a 27 °C per il essere puntuale e accurata. La velocità di prolifetransito di imbarcazioni a motore e praticamente primo giorno, 27 + X °C per il secondo razione dei microorganismi è infatti tale che un non influenzato dal moto ondoso, avrebbe ulteriorgiorno, 27 + Y °C per il terzo giorno e controllo continuo dell’impianto consente di intermente diminuito il rischio di sabbia in sospensione. così via, si è dimostrato che il tempo venire subito all’insorgere di problematiche che, necessario per innalzare la tempese trascurate, possono fare lievitare i costi gestioStrategie per contrastare l'inquinamento ratura del bacino di 1 °C era di 12 nali e abbassare drasticamente i rendimenti. da microrganismi biologici giorni, ma, applicando il valore misuMa è l’inquinamento da microrganismi biolorato di 0,273 °C, si sarebbe annullato gici l’aspetto più delicato in questo tipo di instal* Alberto Milanoli, libero professionista qualsiasi effetto da riscaldamento. lazioni, sia per la loro dimensione che è inferiore Progettazione impianti: Beg ingenièrie – Milano Nella seconda ipotesi (accenalle maglie dei filtri meccanici, sia per la tendenza sione al 100% per 14 ore) e nella terza a installarsi rapidamente dando vita a incrostaipotesi (accensione modulata per 14 zioni, soprattutto quando cessa la circolazione

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Accumulo termico

di energia termica: Accumulo nuove tecnologie e possibilità applicative I recenti sviluppi tecnologici e di ricerca stanno introducendo una serie di novità in termini di prodotti e processi utilizzabili nei sistemi attivi di accumulo latente di Renato M. Lazzarin*

L’

ACCUMULO È UNA COMPONENTE dell’impianto o un

elemento del sistema che permette tramite un aumento o una diminuzione della sua energia interna di far fronte, con potenze installate più ridotte, a carichi termici elevati, ovvero di utilizzare in altro momento un potenziale ingresso energetico sovrabbondante. La genericità di questa definizione può essere chiarita da una molteplicità di esempi che vanno dalla capacità termica di una struttura edilizia di smorzare l’entità di carichi termici elevati e di limitata durata a quella dell’accumulo di energia

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termica che permette a un impianto solare di soddisfare una domanda di acqua calda anche in assenza di insolazione. Il termine accumulo di energia riguarda una grande molteplicità di tecnologie e di applicazioni, anzitutto relativamente alla forma energetica interessata. In questa sede l’interesse è rivolto all’accumulo di energia termica, di grande importanza in tutte le tecniche di climatizzazione con un interesse ulteriormente cresciuto con lo sviluppo delle fonti rinnovabili di energia, caratteristicamente intermittenti.

Una prima distinzione fra gli accumuli è fra quelli passivi, come una parete ad alta capacità termica di un edificio, e quelli attivi, come un accumulo per l’acqua sanitaria. Qui si farà riferimento soprattutto a sistemi attivi di accumulo, dove adatti dispositivi consentono di disporre dell’energia sia in fase di carica che di scarica dell’accumulo. Un’altra distinzione importante è fra accumuli di tipo sensibile e

accumuli di tipo latente. Nei primi viene fatta variare la temperatura di una massa liquida (di solito acqua) o solida (di solito pietrisco), la cui capacità termica consente di accumulare energia con un aumento di temperatura in fase di carica e con una diminuzione in fase di scarica. Negli accumuli di tipo latente la capacità di accumulo è prevalentemente dovuta al cambiamento di fase, normalmente da liquida a solida e viceversa. Un’ulteriore possibile

classificazione qualifica l’accumulo in funzione della sua capacità rapportata alla domanda o all’offerta di energia. In altri termini l’accumulo può essere finalizzato a soddisfare una domanda che può andare da pochi minuti a parecchie ore, riuscendo a coprire intere giornate fino ad arrivare a valori adatti a passare dalla stagione estiva a quella invernale e viceversa. Quest’ultima possibilità, apparentemente avveniristica, ma che annovera già numerosi impianti pilota, risulta di particolare interesse nell’ottica dell’impiego delle energie rinnovabili e della sostenibilità ambientale degli impieghi energetici.

L’ACCUMULO LATENTE

I cambiamenti di fase Per questo motivo il passaggio di fase prevalenpossono riguardare il pastemente utilizzato è quello fra solido e liquido saggio da una fase solida e viceversa. cristallina a un’altra, ma I materiali impiegati vanno sotto il nome di più comunemente i Phase Change Materials e sono indicati comupassaggi solido-liquido nemente con l’acronimo PCM. I PCM possono o liquido-vapore e viceimmagazzinare o rilasciare significative quantità versa. Il cambiamento di di energia entro volumi ridotti con ridottissime fase liquido-vapore prevariazioni di temperatura (il cambiamento di fase senta i più elevati valori di a pressione costante interviene a una ben definita http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 calore latente, ma anche temperatura per una sostanza pura) e con modeFigura 1 – Confronto della capacità di una grandissima variazione ste variazioni di volume (Cabeza, 2011, Navarroa, accumulo al crescere della temperatura fra un di volume fra le due fasi. 2012, Sharma, 2009). accumulo sensibile d’acqua, uno di roccia ed Il confronto riportato in Figura 1 illustra bene uno latente con cambiamento di fase a 27 °C il diverso comportamento di un accumulo sensibile liquido o solido rispetto a quello di un accuFigura 2 – Classi di mulo latente. Il materiale scelto cambia di fase alla materiali che possono temperatura di circa 27 °C. Partendo dalla temessere utilizzati come PCM peratura di 20 °C la capacità di accumulo cresce nei diversi campi termici con una pendenza legata al calore specifico del materiale, che risulta massima per l’acqua. Alla temperatura di cambiamento di fase si assiste a un brusco incremento nella capacità di accumulo. Una volta che la sostanza è passata in fase liquida si ha ancora un incremento nella capacità di accumulo, con una pendenza sempre inferiore a quella dell’acqua. Come si vede, nell’accumulo latente si ha comunque una quota di accumulo sensibile che non va trascurata. Rispetto al passato, quando l’accumulo latente veniva realizzato con il passaggio di fase ghiaccio-acqua ed era quindi esclusivamente un accumulo di freddo, gli sviluppi in questa tecnologia hanno condotto a identificare una molteplicità di sostanze adatte allo scopo. In Figura 2 si può apprezzare come sostanze diverse possano coprire THERMAL ENERGY STORAGE: NEW TECHNOLOGIES AND POSSIBLE APPLICATIONS con le diverse temperature di cambiamento di The energy storage can allow many advantages not only in terms of energy savings, but also of costs and better fase un campo di temperatura che va da parecequipment utilisation. Various energy storage systems can be met relative to different energies (mechanical, electrichie decine di gradi sotto zero fino ad alcune cencal, chemical, thermal). Here the focus is on thermal energy storage. A thermal storage can be classified according to tinaia di gradi, così da risultare adatte a impianti different criteria. It can be passive or active, sensible or latent, of very different time length from few hours to seasons. solari di potenza. Recent technological development concerned particularly latent storage typology with the possibilities of many different substances with a large range of phase change temperatures. Seasonal storage systems are particularly promiIl cambiamento di fase ghiaccio-acqua, bensing as they might balance a relevant fraction of the heating demand with a fraction of cooling demand and viceversa. ché adatto al solo accumulo frigorifero, risulta tuttora di grande interesse applicativo e merita Keywords: thermal storage, sensible, latent una trattazione separata.

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Accumuli di ghiaccio Gli accumuli di ghiaccio si differenziano in maniera rilevante nella modalità secondo la quale il ghiaccio viene formato e poi ridisciolto. In alcuni casi il ghiaccio viene formato al di fuori della vasca di accumulo vera e propria (sistemi a raccolta di ghiaccio). In altri casi il ghiaccio si forma nella stessa vasca di accumulo, ma non sempre l’acqua fredda prodotta è il vettore termico impiegato nell’impianto. In molti casi vi è uno scambio termico indiretto fra la miscela ghiacciata o il ghiaccio vero e proprio e un fluido secondario. Modalità analoghe, anche se con geometrie del tutto diverse, sono rappresentate dal cosiddetto ghiaccio incapsulato, dove l’acqua coinvolta dal cambiamento di fase è all’interno di contenitori in Figura 3 – Schema di un http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 plastica, interessati anch’essi da un fluido secondaaccumulo a raccolta di ghiaccio rio nelle due fasi di carica e scarica (Lazzarin, 2003). L’elevatissimo calore di fusione dell’acqua (334 kJ/kg) permette di ottenere i più bassi volumi specifici di accumulo. Di seguito si considereranno più in dettaglio le varie tipologie. Accumulo a raccolta di ghiaccio

Questo sistema si può pensare costituito da due elementi: una macchina frigorifera il cui evaporatore, realizzato con piastre o serpentini, è posto al di sopra del secondo elemento, e una vasca di raccolta di ghiaccio. L’acqua da raffreddare, proveniente dal fondo della vasca, quando si operi in ricarica dell’accumulo, o di ritorno dall’edificio (quasi sempre per il tramite di uno scambiatore di calore), quando si operi a priorità di chiller, viene fatta scorrere o spruzzata sulle superfici dell’evaporatore (Figura 3). Quando la sua temperatura è sufficientemente bassa (dell’ordine di 1-2 °C) e quindi l’evaporatore funziona nella modalità di produzione di ghiaccio a una temperatura da -9 °C a -3 °C, si forma sulla superficie dell’evaporatore uno strato di ghiaccio, il cui spessore va via via aumentando, incrementando la resistenza opposta dal ghiaccio allo scambio termico. Un valore considerato ottimale per lo spessore massimo è 6 mm. Raggiunto tale valore, l’invio nell’evaporatore di vapore caldo di refrigerante a valle della compressione provvede al distacco dello strato di ghiaccio che cade nella vasca dove viene accumulato. Non è opportuno nemmeno che lo spessore massimo sia troppo esiguo per non moltiplicare i cicli di sbrinamento che comportano sempre un apporto di calore al sistema di accumulo. Negli impianti di taglia maggiore l’evaporatore risulta diviso in varie sezioni, per cui lo sbrinamento di ciascuna di esse avviene sfruttando in parte il calore di condensazione di quelle attive. Non sempre il sistema opera nella modalità di produzione di ghiaccio. Quando la temperatura dell’acqua che perviene all’evaporatore supera i 2 °C, l’evaporatore funziona nella modalità di chiller,

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Figura 4 – Presenza di vuoti nella vasca di accumulo per due diverse sezioni di apertura del ghiaccio al di sopra della vasca

non attuando cicli di sbrinamento e raffreddando semplicemente l’acqua che scende nella vasca. Una variante di questo sistema utilizza il cosiddetto ghiaccio fluido (ice slurry), cioè una sospensione di cristalli di ghiaccio in acqua, essendo i cristalli ottenuti per asportazione meccanica dalla superficie dell’evaporatore a partire da una soluzione addizionata da anticongelante. Questa tecnica non solo evita di ricorrere allo sbrinamento, ma permette di separare spazialmente la macchina frigorifera dalla vasca di accumulo. In funzione della concentrazione di ghiaccio si possono soddisfare requisiti diversi. Ad esempio, con una concentrazione del 20÷25% il ghiaccio fluido si comporta come acqua gelida, salvo che con una capacità frigorifera 5 volte maggiore. Alla concentrazione del 40÷50% il ghiaccio si comporta effettivamente come ghiaccio fluido con viscosità elevata ma ancora buone caratteristiche di circolazione. Infine al 65÷75% esso appare con la consistenza di un sorbetto, come viene anche indicato nel gergo tecnico. Dei due elementi che costituiscono il sistema, senza dubbio il più economicamente oneroso è la macchina frigorifera. In confronto, la vasca di accumulo costa molto meno, dal momento che si può trattare di una semplice vasca in cemento, isolata esternamente (l’isolamento interno può venire danneggiato dalla caduta dei pezzi di ghiaccio).

Per questo motivo di regola si sovradimensiona la vasca di accumulo rispetto alla macchina, utilizzandone a fondo la capacità, quando risulti conveniente dal punto di vista tariffario. Ad esempio, può risultare vantaggioso caricare l’accumulo durante il week end con previsione di un ciclo su base settimanale. È noto che in una miscela di acqua e ghiaccio la temperatura dell’acqua non cambia, finché vi è presenza di ghiaccio. Questa è una condizione di equilibrio abbastanza bene rispettata, quando le scaglie di ghiaccio restano di dimensione contenuta e non si compattano l’una con l’altra, provocando cortocircuiti fra l’acqua di ritorno dall’impianto e l’acqua di mandata dall’accumulo. Se l’alimentazione dell’acqua è ben realizzata e il ghiaccio resta frammentato, la temperatura dell’acqua in fase di scarica resta entro il margine ristretto di 1-2 °C, fintanto che non si sia sciolto dall’80 al 90% del ghiaccio accumulato e questo anche in presenza di elevate portate d’acqua (forte domanda frigorifera

dell’edificio). È questa una caratterifredde di un serpentino o di piastre immerse nell’acfra acqua e ghiaccio) provvedono a fermare la stica vantaggiosa del sistema non qua, ma con significative varianti nelle modalità carica dell’accumulo in funzione del passo fra i posseduta da altri. secondo le quali un tale accumulo di ghiaccio tubi scelto dal costruttore. Un semplice rilevatore La vasca di accumulo è a presvenga scaricato. di livello nella vasca consente di determinare l’ensione atmosferica, di tipo aperto e In primo luogo il serpentino può essere l’evatità del ghiaccio accumulato (la formazione del quindi ampiamente aerata, per cui poratore della macchina frigorifera, ma può anche ghiaccio fa crescere il livello nella vasca). Questo l’acqua tende verso contenuti elevati essere un coil in cui circola una salamoia gelida. rilievo è più importante che in altri sistemi di accudi O2 disciolto, anche per le modalità In questo secondo caso l’accumulo si può scarimulo, perché è opportuno che il freddo accumucare esternamente in maniera non molto dissimile lato venga utilizzato al massimo grado prima di con cui viene spruzzata sulle supera quanto visto nei sistemi a raccolta di ghiaccio, una successiva fase di carica. In caso contrario, la fici dell’evaporatore. È importante ma può anche essere scaricato, come si suole fase di carica ha luogo con uno spessore di ghiacun trattamento adeguato anticordire, internamente, facendo circolare l’acqua di cio già presente sulle superfici e quindi penalizrosione ed è raccomandato uno ritorno dall’impianto entro il coil. zando il COP della macchina frigorifera a causa scambiatore di calore fra la vasca In una vasca non pressurizzata, generalmente della minore temperatura necessaria. di accumulo e l’impianto, di modo in acciaio, prodotta direttamente dal costruttore La fase di scarica è da questo punto di vista che il trattamento dell’acquahttp://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 riguardi del sistema, si trova immersa un’adeguata superpiù favorevole, dal momento che la temperatura il solo sistema di accumulo. ficie di scambio, per lo più nella forma di un serdell’acqua all’uscita può restare stabilmente fra 1 Per quanto concerne i volumi pentino, che funge da evaporatore della macchina e 2 °C fintanto che più dell’80% del ghiaccio si impegnati, tenendo conto dell’ifrigorifera o in cui circola una salamoia a tempeè sciolto. nevitabile presenza di vuoti (sacrature comprese fra -3 °C e -12 °C a seconda dello La scelta di far circolare nei serpentini una salache d’aria di solito al di sopra del spessore del ghiaccio che si forma sulla sua supermoia, anziché far avvenire l’evaporazione del refrighiaccio che galleggia sull’acqua) il ficie. Infatti, il ghiaccio formato aumenta la resigerante, consente la collocazione della macchina volume specifico richiesto è un po’ più stenza termica fra acqua e superficie metallica frigorifera a distanza dall’accumulo, impiegando ampio rispetto ai sistemi concorrenti fredda, di modo che per conservare la potenza quantità decisamente minori di refrigerante, a prezzo, (0,027 m3/kWh), ma può scendere a scambiata è necessario diminuire la temperatura. ovviamente, di una minore efficienza per l’ultevalori più ridotti (0,024 m3/kWh), quaPer un utilizzo efficace della capacità di carica, il riore scambio termico introdotto. La stessa operalora l’apertura del ghiaccio al di sopra ghiaccio si deve formare in maniera regolare sulle zione, come si ricordava all’inizio, viene realizzata della vasca risulti ampia nei confronti varie superfici. A questo fine si fa uso di aria che nei sistemi che provvedono alla scarica interna. della sezione in pianta della vasca viene fatta gorgogliare attraverso l’acqua del serIn questi sistemi in fase di carica si fa circolare stessa (si riducono notevolmente batoio sia in fase di carica che di scarica. In questo nei coil immersi una salamoia gelida con formai vuoti, come indicato in Figura 4). modo si omogenizza la temperatura dell’acqua zione di ghiaccio all’esterno dei tubi con modae si facilita una formazione regolare del ghiaccio. lità non dissimili a quanto visto finora. In fase di Accumulo di ghiaccio a È opportuno che lo spessore del ghiaccio resti scarica il ritorno dall’impianto circola entro i coil serpentino immerso fra i 40 e i 60 mm per non penalizzare troppo e viene raffreddato dalle pareti fredde con proSe nel sistema a raccolta di ghiacle prestazioni della macchina frigorifera, richiegressivo scioglimento del ghiaccio a partire dalla cio appena considerato si fa scendendo una temperatura troppo bassa. Inoltre è superficie esterna del tubo, anziché dalla superdere l’evaporatore fino a immergerlo opportuno che non si formi una congiunzione ficie esterna del ghiaccio, come avveniva prima. nella vasca d’acqua, si ottiene una fra il ghiaccio formatosi su due tubi adiacenti, Questo ha una conseguenza diretta sul comportaversione del sistema a serpentino che potrebbe ostacolare il passaggio dell’acqua mento del sistema in fase di scarica. Infatti qualora immerso. La soluzione tecnica core il successivo scioglimento del ghiaccio in fase si voglia mantenere costante la potenza frigoririspondente è in realtà molto più di scarica. Opportuni sensori di spessore (valufera resa disponibile dall’accumulo, la temperatura articolata, prevedendo sempre la fortano generalmente la differenza in conduttività di scarico deve andare via via crescendo per l’efmazione di ghiaccio sulle superfici fetto isolante dell’acqua che si forma fra la superficie esterna del tubo e il ghiaccio. L’andamento è illustrato in Figura 5. Figura 5 – Andamento della temperatura del fluido freddo dall’accumulo In alternativa, la potenza frigorifera resa dall’acal procedere della fase di scarica per circolazione interna al serpentino cumulo deve decrescere gradualmente a mano a mano che la scarica procede. In ogni caso non si può pensare di aumentare molto la velocità di scarica rispetto ai valori nominali per l’intrinseca limitazione data dalle superfici di scambio, siano queste i tubi nella scarica interna o lo strato esterno di ghiaccio nella scarica con ghiaccio sciolto all’esterno. Accumulo in contenitori di ghiaccio

L’acqua utilizzata per l’accumulo si trova all’interno di contenitori realizzati con polietilene ad alta densità, generalmente nella forma di prismi a sezione rettangolare o di sfere sfaccettate (Figura 6). Nel primo caso i volumi unitari possono andare

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da 4 a 17 litri e di solito i contenitori vanno riempiti sul posto. Nel caso delle sfere questo possono avere dimensioni da 75 a 100 mm di diametro, quindi con un volume di 3-4 litri e di solito sono riempite direttamente dal costruttore con acqua deionizzata e addizionata con agente nucleante che riduce il grado di sottosaturazione necessario al cambiamento di fase, quando si parta dalla sfera contenente solo liquido. Figura 6 – Forme caratteristiche I contenitori vanno posizionati ordinatamente, di contenitori di ghiaccio se in forma di prismi, o a semplice riempimento, se a forma sferica, in una vasca che può essere aperta o pressurizzata e in cui circola una salamoia, passante negli spazi consentiti dalla forma dei contenitori. La salamoia può essere a una temhttp://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 peratura fra -6 °C e -3 °C in fase di carica e tra 1 e 2 °C in fase di scarica. Analogamente a quanto visto precedentemente, la progressiva formazione del ghiaccio all’interno del contenitore comporta un incremento della resistenza fra acqua e salamoia gelida, per cui per carica costante la temperatura della salamoia deve diminuire progressivamente con una riduzione appariscente all’inizio della carica, quando si parta da liquido nei contenitori senza Figura 7 – Formazione e scioglimento del ghiaccio in contenitori sferici agenti nucleanti. Un fenomeno simile, ma opposto, avviene nella scarica. Stavolta non è tanto la resistenza dell’acqua a essere il fattore di disturbo, come nei sistemi a serpentini immersi con ghiaccio sciolto dall’interno, quanto la minore superficie disponibile per lo scambio termico. Infatti, mentre in fase di carica il ghiaccio si forma progressivamente entro il contenitore a partire dalla parete verso l’interno, in fase di scarica il ghiaccio, per minore densità, si porta nella parte superiore (Figura 7). Per l’ottima utilizzazione degli spazi consentita dall’impilaggio ordinato o dal buon riempimento dato dalle sfere, i volumi necessari sono i più bassi fra quelli dei vari sistemi fin qui considerati, andando da 0,019 m3/kWh per la vasca pressurizzata a 0,023 m3/kWh per quella del tipo aperto.

Materiali adatti all’accumulo latente La ricerca condotta sui PCM ha moltiplicato il numero di sostanze impiegabili con un campo di temperature di cambiamento di fase che, per le applicazioni nell’edilizia, copre ogni valore da 0 °C fino a 100 °C e che sono ampiamente disponibili in commercio. I PCM vengono classificati secondo 3 grandi categorie (Figura 8) e cioè le sostanze organiche e inorganiche e gli eutettici (Tatsidjodoung, 2013). PCM organici

Si tratta sostanzialmente di paraffine o di altri materiali organici, comprendenti acidi grassi, alcooli ed esteri. Le paraffine sono sicuramente i PCM più importanti e maggiormente utilizzati. Si tratta di miscele di alcani con catene molecolari del tipo CnH2n+2

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Figura 8 – Classificazione dei PCM

con 20<n<40. La temperatura di fusione di queste sostanze aumenta al crescere delle catene di alcani presenti nella molecola. Il calore di cambiamento di fase per le paraffine adatte nella climatizzazione ambientale è di circa 170 MJ/m3 e risulta circa pari alla metà di quello sia del ghiaccio che dei sali idrati che verranno successivamente considerati. Altri aspetti sfavorevoli sono legati alla variazione di volume relativamente importante nel cambiamento di fase (il volume specifico del liquido può superare quello del solido anche del 20%) e alla bassa conduttività termica (dell’ordine di circa 0,2 Wm-1K-1). In compenso sono

chimicamente stabili, non presentano separazione di fase né significativo sottoraffreddamento, sono autonucleanti, non sono corrosivi e soprattutto sono commercialmente disponibili a costi ragionevoli. La Tabella I riporta le proprietà salienti di alcune paraffine impiegabili per accumulare freddo o calore. Vengono impiegate strutture a matrice metallica ovvero tubi alettati per ovviare alla bassa conduttività termica. La significativa

variazione di volume nel cambiamento di fase richiede contenitori deformabili, di solito in plastica. Il costo del materiale aumenta con il grado di purezza della paraffina. Le paraffine di grado tecnico sono miscele di molti idrocarburi e quindi il cambiamento di fase non avviene a una ben precisa temperatura. Fra i PCM organici non paraffine vanno considerati in particolare gli acidi grassi, come l’acido laurico che cambia di fase attorno a 43 °C con un calore latente di 170 kJ/kg, o l’acido palmitico (62 °C, 201 kJ/kg), ovvero l’acido stearico (69 °C, 210 kJ/kg). La loro caratteristica negativa è l’elevata infiammabilità che ne sconsiglia l’impiego negli edifici. Inoltre il loro costo unitario è oggi circa doppio rispetto alle normali paraffine.

http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 I PCM inorganici Tabella I – Proprietà salienti di alcune paraffine impiegabili per accumulare freddo o calore

Tabella II – Proprietà di alcuni sali adatti come PCM

Applicazione raffreddamento riscaldamento

Materiale .

CaCl2 6H2O+CaBr2.6H2O Trietiloetano+acqua+urea Trietiloetano+urea CH3COONa+3H2O+NH2CONH2

Composizione (%peso)

temperatura di fusione (°C)

45+55 38,5+31,5+30 62,5+37,5 40+60

14,7 13,4 29,8 30

calore di fusione (kJ/kg) 140 160 218 200,5

51,5+38,5

125,5

58,7+41,3

132,2

Mg(NO3)2 6H2O+NH4NO3 Mg(NO3)2 6H2O+MgCl2.6H2O .

59+41

168

NH2CONH2+NH4Br

66,6+33,4

151

Mg(NO3)2 6H2O+MgBr2.6H2O

Tabella III – Proprietà di alcuni eutettici adatti come PCM

Figura 9 – Temperatura di solidificazione di una miscela di due componenti con l’identificazione della condizione eutettica

I PCM inorganici comprendono i sali idrati e i metalli o leghe metalliche a base di bismuto, piombo, stagno o indio. Per questi ultimi le temperature di cambiamento di fase possono andare da 47 °C a 95 °C con ottima conduttività termica e un discreto calore di fusione (da 68 a 159 kJ/kg), con elevati valori di densità e quindi piccoli volumi richiesti. Tuttavia l’elevato costo li esclude da applicazioni significative. I sali idrati si possono considerare leghe fra un sale inorganico e acqua. Il loro cambiamento di fase risulta in una idratazione/deidratazione del sale. Il sale organico fonde in un sale idrato con meno molecole d’acqua o arriva a sale anidro, rilasciando acqua. Le capacità di accumulo sono apprezzabili (circa 350 MJ/m3) con una buona conduttività termica (0,5 W/(mK)). I problemi nell’impiego dei sali idrati derivano dalla progressiva perdita di capacità di accumulo all’aumentare del numero di cicli di cambiamento di fase. Nella fusione di molti sali idrati l’acqua rilasciata non basta a far sciogliere tutti i cristalli presenti che tendono ad agglomerarsi nel fondo del contenitore, non partecipando alla successiva solidificazione. Per limitare questo effetto si può impiegare un eccesso d’acqua, che tuttavia riduce la capacità volumetrica di accumulo, si possono utilizzare agenti addensanti che mantengono in sospensione i cristalli ma con una riduzione della conduttività termica, si possono incapsulare i PCM o si può mescolare continuamente la miscela. Un altro problema di questi PCM è il sottoraffreddamento prima di arrivare a cristallizzazione, che fa sì che la solidificazione intervenga a temperature più basse di quelle attese. Si può ovviare con l’aggiunta di agenti di nucleazione o tramite la scabrezza delle superfici del contenitore che promuove la nucleazione. La Tabella II riporta le proprietà salienti di alcuni sali idrati nei campi di temperatura adatti alla climatizzazione ambientale. Gli eutettici

Gli eutettici sono miscele di due o più componenti nella proporzione di minima temperatura di fusione. Una miscela cambia di fase in maniera congruente formando una miscela di cristalli componenti nella cristallizzazione. L’eutettico cambia di fase senza separazione dei componenti formando un’intima miscela di cristalli ovvero fondendo in maniera simultanea con tutti i suoi componenti. La Figura 9 mostra ad esempio come per la miscela di tetradecano ed exadecano si raggiunga un punto di minima temperatura di cambiamento di fase che è la composizione eutettica. Con un contenuto nella miscela del 91,67% di tetradecano la temperatura di cambiamento di fase simultaneo dei due componenti è di 1,7 °C. La Tabella III riporta le proprietà di alcuni eutettici impiegabili.

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ESEMPI REALIZZATIVI

Problemi di natura analoga si sono poi manifestati in fase di scarica. Mentre nel Vale la pena prendere in considerazione alcuni esempi di accumuli di calore primo periodo lo scambio termico fra il PCM e l’acqua all’interno del tubo è risullatente per rendersi conto della struttura piuttosto diversa rispetto a un accutato abbastanza intenso con il PCM in fase liquida, a mano a mano che nelle vicimulo sensibile. La Figura 10 rappresenta la sezione di un sistema integrato colnanze del tubo il PCM passava in fase solida, il flusso termico si è notevolmente lettore solare + accumulo latente (Mettawee Eman-Bellah, 2006). Nel prototipo ridotto, come si può apprezzare dalla Figura 11, che mostra che dopo un’ora e appena dietro la piastra captante del collettore è stato inserito un accumulo mezza lo scambio termico utile era già circa la metà del valore iniziale, benché latente di cera di paraffina. Entro questo accumulo un tubo permette di far cirbuona parte dell’accumulo avesse ancora il PCM in fase liquida. colare acqua in modo da scaricare l’accumulo stesso. Il calore di fusione del PCM L’esempio è stato portato per mostrare l’esigenza essenziale di migliorare lo scambio indicato dai ricercatori è di 266 kJ/kg con una temperatura di cambiamento di termico fra PCM e fluido impiegato nella carica/scarica. A questo scopo molto spesso fase di 56,5 °C. Inoltre, il suo calore specifico è circa la metà di quello dell’acqua il PCM è inserito in tubi di diametro contenuto (pochi cm) per limitare le problemati(2,5 kJ/(kgK)). Questo significa che, rispetto a un accumulo d’acqua che parta che viste prima nella trasmissione del calore. Inoltre questi tubi sono disposti in un da una temperatura di 40 °C (intesa sufficiente per impieghi igienico sanitari) serbatoio contenente acqua che, circolando, permette la carica/scarica dell’accumulo. e che arrivi a 60 °C, il volume richiesto è circa 3 volte minore (la densità della Si consideri ad esempio il serbatoio cilindrico rappresentato in sezione in Figura fase liquida è di 780 kg/m3 e di quella solida di 810). 12. Il volume del serbatoio è di 190 L: di questi 107,8 sono occupati dai tubi di In realtà l’esperimento ha dimostrato i limiti di un impiego di un accumulo http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 polietilene, in numero di 245, contenenti PCM e 82,2 L da acqua. I tubi sigillati latente senza tener conto della sua bassa conduttività termica (0,21 W/(mK)). contenenti PCM sono rivestiti di maglia metallica per migliorare lo scambio terInfatti la fase di carica ha mostrato rilevanti differenze di temperatura fra quella mico con l’acqua. L’esperienza descritta ha mostrato che in queste condizioni la della piastra captante e quella dell’interno del PCM. Queste si sono ridotte solo velocità di carica e scarica è confrontabile con quella di un accumulo tradizioquando buona parte del PCM si è fusa e cioè dopo alcune ore di funzionamento. nale. I vantaggi sono legati a una migliore stabilità nella temperatura dell’acÈ stato cioè necessario il passaggio dalla trasmissione del calore per conduzione cumulo anche dopo un lungo periodo di scarica, alle dimensioni più ridotte e a a un meccanismo di tipo convettivo che ha coinvolto gran parte dell’accumulo minori dispersioni termiche (Canbazog˘lu, 2005). latente solo dopo circa 5 h di insolazione piuttosto intensa.

Figura 10 – Schema di un piccolo impianto solare con accumulo a PCM integrato Figura 12 – Sezione di un serbatoio cilindrico nel quale sono disposti tubi sigillati contenenti PCM circondati da acqua che è il fluido impiegato nelle fasi di carica e di scarica

Figura 11 – Andamento in fase di scarica della potenza utile ottenibile nell’impianto di Figura 10 Figura 13 – Tunnel posto al di sotto del pavimento di una serra con contenitori di PCM

Figura 14 – Sezione di un accumulo a PCM realizzato con contenitori cilindrici lambiti dal ricircolo di aria della serra

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quale le microcapsule sono inserite nella parte interna dell’intonaco (Sharma, Problematiche analoghe si pongono anche quando il fluido di carica/scarica sia 2009, De Gracia, 2013, Castell, 2010, Cabeza, 2007, Jamekhorshid, 2014). aria. Un esempio significativo si può trarre dall’esperienza condotta in una serra I vantaggi di un’accresciuta capacità termica possono essere molteplici: da un ricoperta da 500 m2 di vetro singolo. Il calore solare veniva trasferito mediante lato si smorzano le variazioni di temperatura a fronte del variare dei carichi senza ricircolo dell’aria della serra in tunnel posti al di sotto della pavimentazione necessità di intervenire con adeguate potenze termiche o frigorifere. La capanei quali erano posizionati svariati contenitori di PCM (Figura 13). L’accumulo cità di accumulo permette di far funzionare macchine come pompe di calore o latente consentiva la stabilizzazione della temperatura nel corso delle 24 h con resistenze elettriche con tariffa notturna per poi utilizzare l’energia accumulata un risparmio che è stato valutato dell’ordine dell’80% rispetto ai risultati di una durante il giorno. L’aver integrato l’accumulo nella struttura edilizia permette serra tradizionale di pari dimensione. significativi risparmi di volumetria. Un esempio caratteristico è rappresentato Un’esperienza non dissimile, rappresentata in Figura 14, ha mostrato la possibiin Figura 16 in cui gli elementi di PCM sono integrati nel controsoffitto. Al panlità di mantenere la temperatura interna di una serra a 8 °C in presenza di temnello di controsoffitto si sono aggiunte microcapsule di PCM con una temperaperature esterne scese al di sotto di 0 °C durante tutta la notte. tura di fusione di 25 °C, molto vicina a quella dell’ambiente climatizzato. Nella Recentemente si sono avuti interessanti sviluppi nell’impiego di PCM nei comfase notturna la circolazione dell’aria fredda non interessa l’ambiente climaponenti dell’edilizia, ricorrendohttp://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 a macro o micro capsule contenenti la sostanza. tizzato, ma provvede a raffreddare gli elementi PCM. Nel funzionamento norIn particolare, le micro capsule risolvono i problemi di conduttività termica del male la ripresa dell’aria va direttamente all’UTA, mentre in fase di alto carico PCM e vengono collocate in contenitori di plastica o metallo o addirittura vanno a la ripresa va a contatto del PCM nel controsoffitto, producendo un preraffredimpregnare il cemento fresco. Ne possono risultare strutture di elevata capacità damento prima dell’UTA (Sharma, 2009). termica e al tempo stesso leggere. Si veda ad esempio il pannello di Figura 15 nel

Figura 15 – Esempio dell’inserimento di microcapsule di PCM nell’intonaco interno di una parete leggera

Conclusioni Un sistema di accumulo può consentire significativi risparmi energetici e/o economici e in molti casi migliorare l’affidabilità e il livello di servizio di un sistema, come anche il benessere termoigrometrico. L’accumulo è essenziale quando ci si confronta con l’aleatorietà o la intrinseca variabilità di molte fonti

BIBLIOGRAFIA

Figura 16 – Funzionamento di un controsoffitto con elementi PCM integrati

rinnovabili. In particolare un sistema solare deve per forza disporre di un accumulo ed il suo corretto dimensionamento può modificare in maniera decisiva le prestazioni annuali del sistema. Un accumulo di tipo latente può ovviare ad alcuni difetti degli accumuli sensibili soprattutto relativamente a dimensioni e a stabilità nelle temperature. Come si è visto sopra vanno tenute in considerazione tuttavia le problematiche di scambio termico e di costo, anche se la possibile

• Cabeza L. et al. 2007. Use of microencapsulated PCM in concrete walls for energy savings, Energy and Buildings, 39, 113–119 • Cabeza L.F. et al. 2011. Materials used as PCM in thermal energy storage in buildings: A review, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 15, 1675–1695 • Canbazog˘lu S. et al. 2005. Enhancement of solar thermal energy storage performance using sodium thiosulfate pentahydrate of a conventional solar water-heating system, Energy and Buildings, 37, 235–242 • Castell A. et al. 2010. Experimental study of using PCM in brick constructive solutions for passive cooling, Energy and Buildings, 42, 534–540 • De Gracia A. et al. 2013. Experimental study of a ventilated facade with PCM during winter period, Energy and Buildings, 58, 324–332 • Jamekhorshid A., Sadrameli S.M., Farid M. 2014. A review of microencapsulation methods

integrazione dei PCM nelle strutture edilizie ha delle potenzialità fin qui poco esplorate. * Renato M. Lazzarin, Past President AiCARR – Università degli Studi di Padova

Il presente articolo è un estratto del lavoro presentato al Convegno di Padova 2014 e pubblicato nei relativi atti

of phase change materials (PCMs) as a thermal energy storage (TES) medium, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 31, 531–542 • Lazzarin R., 2003. Gli accumuli di freddo: tecnologie e caratteristiche, Il condizionamento dell’aria, Cap. 7, Dario Flaccovio Ed. • Mettawee Eman-Bellah S., Assassa Ghazy M.R. 2006. Experimental study of a compact PCM solar collector, Energy, 31, 2958–2968 • Navarroa L. et al. 2012. Thermal loads inside buildings with phase change materials: Experimental results, Energy Procedia, 30, 342–349 • Sharma A. et al. 2009. Review on thermal energy storage with phase change materials and applications, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 13, 318–345 • Tatsidjodoung P., NolwennLePierr, LingaiLuo 2013. A review of potential materials for thermal energy storage in building applications, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 18, 327–349

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VMC

Innovativo sistema

di Ventilazione Meccanica Controllata

L CONNUBIO TRA UNA DINAMICA realtà molisana, la Califel srl, attiva da 25 anni, e l’Università del Molise, ha portato a realizzare il prototipo di un innovativo sistema di ventilazione meccanica controllato e testato presso il Centro Ricerca e Sviluppo della Califel. La convinzione che monitorare la qualità dell’aria e ricambiare l’aria in funzione dell’esito del controllo, variandone la portata per mantenere la salubrità

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negli ambienti, ha spinto la società Califel ad investire in un progetto di ricerca e sviluppo al fine di realizzare un sistema di ventilazione meccanica integrato con recupero di calore (SIVeMeC) in grado di adattarsi al reale fabbisogno di ventilazione dell’ambiente confinato.

Il sistema SIVeMeC Presso il Centro di Ricerca e Sviluppo Califel è

in fase di ottimizzazione il prototipo di SIVeMeC (Sistema Integrato per la Ventilazione Meccanica Controllata), un sistema dotato di un recuperatore di calore statico con l’integrazione di una macchina a ciclo inverso a pompa di calore i cui componenti principali sono: • uno scambiatore di calore

si affiancano le sonde di umidità relativa e di temperatura (all’esterno, in ambiente e alla mandata). È altresì possibile utilizzare un timer per impostare il funzionamento in determinate fasce orarie e/o la modalità di attenuazione notturna. Le sonde di CO2 sono posizionate sulla ripresa e sull’aspirazione dell’aria esterna, per tenere conto della salubrità dell’aria ambiente in funzione della qualità dell’aria esterna, secondo la norma UNI EN 13799:2008. La misura della qualità dell’aria in ambiente è l’elemento centrale nella ventilazione on demand per cui, per mantenere sempre attiva http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 la sonda in ambiente, viene garantito un continuo ricircolo minimo di aria. Configurazione per la massima efficienza energetica

Figura 1 – Schematizzazione del prototipo SIVEMEC. I canali al di sopra dello scambiatore, rappresentato in verde, consentono il by-pass controcorrente ad alta efficienza, che sia in grado di garantire il massimo recupero statico possibile; • ventilatori elettronici ad alta efficienza in grado di modulare la velocità mediante inverter; • un compressore rotary BLDC per la modulazione del carico termico mediante inverter; • una valvola di espansione elettronica per la gestione del surriscaldamento; • un controllo programmabile per la gestione delle logiche di funzionamento in estate e in inverno. La presenza nel sistema di opportune suddivisioni e di due canali che consentono il by-pass del recuperatore (Figura 1) permettono il funzionamento

secondo assetti differenti per i quali è attivo solo il recuperatore o solo la pompa di calore, oppure sono attivi ambedue; come ultimo possibile assetto, il sistema funziona in freeheating o in freecooling. Funzionamento

Infatti, quando le serrande di by-pass sono chiuse il sistema opera con l’azione combinata del recuperatore e della pompa di calore, se questa è in funzione, altrimenti con il solo recuperatore. Nel momento in cui le serrande vengono aperte, l’aria supera il recuperatore percorrendo i canali di by-pass e il sistema opera con la sola pompa di calore. In quest’ultimo assetto, se il compressore della pompa di calore è disattivato l’aria continua a circolare e il sistema funziona in freeheating o in freecooling. Le sonde di riferimento per la ventilazione meccanica on demand sono quelle di CO2, cui

SIVEMEC – OPTIMUM CONDITIONS IN VENTILATION

A new system of controlled mechanical ventilation (SIVeMeC) is being designed and studied by the Califel company and the University of Molise. The prototype, tested at the Research and Development center of Califel, is equipped with a high efficiency counterflow static heat exchanger, electronic fans and a compressor driven by an inverter. The strong point lies in the extreme flexibility of the whole system. Indeed, it is possible to configure the mode of operation according to the intended use (the system can operate only with the active static recovery, only with the heat pump, or by combining both) and according to the established provisions of the project. It is also possible to choose the probe to take as the reference for the management of the flow of air between: the active probes for the adjustement, the CO2 waves, the probes of relative humidity and the temperature ones, in order to have a mechanical ventilation on demand, without wasting energy. Moreover, if the outside weather conditions allow it, freecooling and freeheating can take place too. Finally, thanks to the integration with BMS system for supervision, the monitoring of the unit performance allows us to check and eventually change the operating strategies. Keywords: controlled mechanical ventilation; flexibility; high efficiency; monitoring of the unit performance; ventilation on demand

Una volta definita la portata minima di ventilazione, il sistema può essere configurato nell’assetto migliore per quanto riguarda il consumo energetico in funzione delle condizioni termoigrometriche in cui si trova ad operare. In laboratorio un conta energia monofase consente di valutare il funzionamento con la massima efficienza energetica nelle diverse condizioni di prova che simulano un particolare regime di funzionamento. In regime invernale sarà pertanto possibile individuare l’assetto con la massima efficienza, ovvero il COPx dato da: COPx = max [COPSR , COPST , COPTA ] (1) dove: COPSR = efficienza energetica istantanea del sistema funzionante in pieno assetto; COPST = efficienza energetica istantanea del sistema funzionante con il solo recuperatore; COPTA = efficienza energetica istantanea del sistema funzionante con la sola pompa di calore. In modo analogo si opera nel caso del regime estivo nella valutazione dell’EER. Così facendo è sempre garantito il funzionamento energeticamente più conveniente. Ciò è maggiormente comprensibile se si introducono i concetto di efficienza utile e di indice di efficienza di un recuperatore [9]: f ifR = f Umax (2) COP $ COP COPS = i $ COP +G(1 - i R) $ COP fR G fR R

(3)

dove: ε = efficienza secondo la UNI EN 308:1998; εUmax = efficienza utile massima (efficienza che consente al recuperatore di portare l’aria direttamente alle condizioni di immissione di progetto); iεR = indice di efficienza energetica del recuperatore; COPG = coefficiente di prestazione del generatore di integrazione; COPR = coefficiente di prestazione del recuperatore statico; COPS = coefficiente di prestazione del sistema.

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È evidente che SIVeMeC è stato pensato per lavorare con il più alto COPS possibile e per evitare che questo assuma valori superiori all’unità, che richiederebbero al generatore una potenza di segno opposto e quindi uno spreco di energia. Test in due camere climatiche

Le condizioni alle quali vengono effettuati i test, in termini di concentrazione di inquinanti e valori di temperatura e umidità relativa, sono riprodotte in due camere climatiche, delle quali una caratterizza l’ambiente esterno e l’altra l’ambiente confinato come mostrato in Figura 2. Ambedue sono dotate di un sistema di supervisione che consente di gestire e monitorare tutte le grandezze termoigrometriche al loro interno. Una volta che i valori desiderati nellehttp://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 due camere climatiche sono stati ottenuti, è possibile avviare la prova e Tabella 1 – Dati tecnici del recuperatore di valutare il comportamento del sistema di ventilazione. calore in controcorrente secondo UNI EN 308:1998

b) Figura 2 – camere climatiche per la riproduzione delle grandezze termoigrometriche degli ambienti di prova: a) ambiente controllato, b) camera che simula le condizioni climatiche esterne

Figura 3 – Posizionamento delle sonde di temperatura e umidità relativa per il calcolo dell’efficienza del recuperatore

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Figura 4 – Trasformazioni dell’aria di rinnovo (linea blu) e dell’aria di estrazione (linea rossa)

La capacità di predire quale sia garantire il funzionamento del compressore entro la modalità operativa del sistema i limiti ammissibili, durante le prove viene effetenergeticamente più conveniente tuato un continuo confronto tra i valori misurati è frutto di una accurata mappatura e le curve di inviluppo del compressore. Il mandel funzionamento di tutti gli organi tenimento delle condizioni ottimali e il regime presenti a bordo macchina. di funzionamento vengono gestiti dall’inverter, In Tabella 1 si riportano i dati collegato in MODBUS con la scheda. Questa contecnici del recuperatore calcolati nessione consente la modulazione del carico in secondo la UNI EN 308:1998, menfunzione delle condizioni climatiche rilevate in tre nella Figura 3 è possibile indivicampo e il mantenimento dei parametri di funduare la posizione delle sonde per la zionamento entro i limiti di pressione e tempecaratterizzazione dello scambiatore. ratura accettabili. Figura 5 – Quadro elettrico a bordo Le trasformazioni subite dal flusso Il controllo del compressore BLDC prevede macchina. Il controllo programmabile è dell’aria di rinnovo, supply in, e da anche alcune funzioni svolte in abbinamento con posizionato nella parte centrale in basso quello di estrazione, exhaust, sono il driver della valvola di espansione elettronica, per rappresentate sul diagramma psicontrollare i limiti di massima corrente, di basso http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 crometrico di Figura 4. rapporto di compressione, di bassa e alta diffeI valori di temperatura ai quali renza di pressioni. Il controllo del limite di basso Nel caso in cui, invece, si desideri contribuire al effettuare la commutazione di funrapporto di compressione e di bassa differenza mantenimento della temperatura in ambiente si zionamento sono definiti sulla base di pressioni può essere affidato, con una maggior sceglie la sonda installata sulla ripresa e il sistema del fatto che all’aumentare della temefficienza globale, alla regolazione di velocità dei si trova ad abbattere una quota parte del carico peratura esterna le prestazioni di ventilatori installati in prossimità dell’evaporatore termico. una pompa di calore migliorano e e del condensatore. Qualunque sia la configurazione impostata l’efficienza energetica del recuperaPer quanto concerne gli output del sistema di dall’utente, se la temperatura dell’aria esterna misutore statico diminuisce, in quanto la controllo, oltre all’inverter appena descritto sono rata sul lato di aspirazione assume valori prossimi potenza recuperata dal flusso d’aria presenti due uscite analogiche per la modulaa quelli del set point dell’ambiente interno, il condi espulsione è minore, a fronte di zione dei ventilatori. trollo attiva l’apertura delle serrande di by-pass un assorbimento elettrico (dei venLa regolazione della portata può essere cone il compressore viene arrestato. In questo caso tilatori) pressoché uguale. trollata e gestita in diversi modi. Questa soluzione i flussi di aria percorrono i canali posti al di sopra è stata pensata per consentire ampio margine del recuperatore e si ha la condizione di freehedi decisione al progettista, che in base al tipo di ating o di freecooling. Controllo programmabile applicazione potrà impostare la sonda attiva di Di seguito (Box) due casi tra i primi studiati, La gestione del sistema di venriferimento. uno in funzionamento estivo e l’altro in funziotilazione, dotato di recuperatore di Se ad esempio l’unità deve essere installata namento invernale. calore e pompa di calore, prevede a servizio di ambienti con una elevata variabilità l’installazione di un software che del numero di persone nell’arco della giornata, è consente la regolazione e la gestione Conclusioni sicuramente conveniente regolare la portata d’adel recuperatore, dei ventilatori eletLa vera innovazione di SIVeMeC consiste nell’eria in funzione della concentrazione di CO2 riletronici con controllo delle portate, strema flessibilità del sistema. È infatti possibile vata dalla sonda posta sulla ripresa. Tramite le delle serrande di by-pass, del comconfigurare il funzionamento in base alla destinauscite analogiche 0-10 V o 4-20 mA, a seconda pressore BLDC con inverter e della zione d’uso e alle condizioni di progetto prestabilite. del tipo di sonda di cui si dispone, viene gestita valvola di espansione elettronica. I risultati finora ottenuti forniscono tutti i prela velocità dei ventilatori per garantire la portata Il controllo è in grado di gestire supposti per proseguire il processo di ricerca e sviminima di rinnovo che attraversa lo scambiatore ingressi digitali, uscite digitali a relè, luppo al fine di migliorare e perfezionare gli aspetti statico e recupera l’energia termica contenuta nel ingressi e uscite analogiche. costruttivi dell’unità, garantendo un costante effiflusso di estrazione. Al superamento di una soglia È inoltre prevista la possibilità di cientamento e aprendo le porte ad applicazioni di offset, al di sotto del set-point impostato per collegarsi a sistemi BMS, il che conche guardino oltre l’impiego nel settore civile e la temperatura di mandata, viene avviato il comsente l’inserimento all’interno di un in quello terziario. pressore, regolato come descritto in precedenza. sistema di supervisione di impianti In ambienti in cui vi sia necessità di evitare HVAC. * Flavio Fucci, Pasquale Catalano, Claudio il raggiungimento di valori eccessivi di umidità Sul controllo programmabile sono Perone, Università degli Studi del Molise relativa si può selezionare come sonda di rifericollegate quattro sonde NTC per la Felice Lalli, Califel srl mento per la gestione della ventilazione appunto misura delle temperature dei flussi una sonda di umidità relativa. d’aria di mandata, di ripresa, di aspiNelle applicazioni in cui la presenza di persone razione e di espulsione. Sono inoltre è pressoché costante, è nota la portata minima di installate sonde per la lettura della rinnovo e quindi è possibile effettuare la modutemperatura di aspirazione e scarico [1] M. Vio – Il recupero di calore sull’aria espulsa. lazione del sistema con la sonda di temperatura del compressore e due trasduttori per Guida AiCARR IV. Milano: Editoriale Delfino. sulla ripresa o sulla mandata. Nel caso in cui non si la misura della pressione di condenprevedano temperature di immissioni oltre quelle sazione ed evaporazione, parametri Il lavoro è stato svolto nell’ambito del Programma del set-point in ambiente, si sceglie quale sonda in base ai quali vengono definite le POR FESR 2007/2013 “R&S – PMI” della Regione Molise di riferimento quella posizionata sulla mandata. zone di lavoro del compressore. Per

BIBLIOGRAFIA

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REGOLAZIONE CON SONDA DI TEMPERATURA SULLA RIPRESA FUNZIONAMENTO ESTIVO

CASI DI STUDIO

FUNZIONAMENTO INVERNALE

In questo caso di studio l’unità è stata configurata con regolazione in base alla tempera- Nel caso di studio invernale, le condizioni di prova sono: tura di ripresa ed è stata valutata la prestazione dell’unità in una condizione tipica estiva: • temperatura riprodotta nella camera climatica esterna pari a 5 °C; • temperatura dell’ambiente confinato pari a 20 °C. • temperatura riprodotta nella camera climatica esterna pari a 34 °C; In questo caso il sistema opera per mantenere la temperatura interna al valore di • temperatura dell’ambiente confinato pari a 26 °C. Nella Figura 6 sono riportati l’EERg del sistema, la potenza attiva assorbita e la 20 °C prelevando aria dalla camera di prova, che simula le condizioni esterne, alla potenza termica recuperata. L’indice di efficienza energetica si attesta intorno a temperatura di 5 °C. un valore di circa 3,1 come evidenziato anche nella Figura 7, in cui si riporta la distri- Il sistema aumenta la portata per mantenere le condizioni interne di progetto buzione normale dell’EERg. Durante l’acquisizione dei dati la portata si è mante- come evidenziato in Figura 9 quando il valore della temperatura di ripresa varia nuta pressoché costante intorno al valore di 350 m3/h. In questo caso il sistema di circa 1,0 °C rispetto a quello di tset = 20 °C. opera prelevando dalla camera di prova che simula le condizioni esterne dell’aria Nella Figura 10 sono riportati il COP globale del sistema, la potenza attiva assorbita alla temperatura di 34 °C. Durante la prova il sistema ha provveduto ad abbattere e la potenza termica recuperata. Il coefficiente di prestazione assume un valore anche quota parte del carico termico. Infatti, avendo portato il valore della tem- medio pari a circa 4,9, come confermato dalla Figura 11 dove è tracciata la distriperatura dell’ambiente da climatizzare a 28 °C, il sistema, una volta attivati il recu- buzione normale del COPg. peratore e la pompa di calore, lo ha riportato a 26 °C, come mostrato in Figura 8. I dati misurati durante la prova hanno dato un buon valore di EERg che risulta Figura 9 – Andamento delle portate di rinnovo, di essere mediamente più elevato di http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 quello di sistemi analoghi generalmente costiripresa e delle relative temperature. L’aumento di portata tuiti da un recuperatore a flussi incrociati, da una pompa di calore con compresdetermina una diminuzione della temperatura di mandata sore on/off e da ventilatori a velocità costante. al fine di ripristinare le condizioni interne di progetto Questo primo caso di studio mostra come l’impiego di ventilatori elettronici e di un compressore BLDC tiene alte le prestazioni del sistema durante l’esercizio. Inoltre, nelle diverse condizioni operative, in regime estivo, la possibilità di far funzionare il sistema con il solo recuperatore o con la sola macchina a ciclo inverso oppure la possibilità di poter effettuare il freecooling non potrà che migliorare ulteriormente il coefficiente di prestazione stagionale (SEER). Figura 6 – Andamento dell’EERg del sistema, della potenza elettrica assorbita e della potenza termica recuperata

Figura 10 – Andamento del COP di sistema, della potenza elettrica assorbita e della potenza termica recuperata

Figura 7 – Distribuzione normale dell’EER globale con valore medio 3,1 e deviazione standard 0,37

Figura 8 – Andamento della temperatura di ripresa dopo lo spegnimento degli impianti posti all’interno dell’ambiente climatizzato

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Figura 11 – distribuzione normale dell’EER globale con valore medio 4,9 e deviazione standard 0,25. I dati di prova danno un buon valore del COPg, che risulta essere mediamente più elevato di sistemi analoghi generalmente costituiti da un recuperatore a flussi incrociati, da una pompa di calore con compressore on/off e da ventilatori a velocità costante

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#221 - NOVEMBRE/DICEMBRE - 2011

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Zambrano: “Tutelare gli interessi dell’intera collettività” Ufficializzare le cariche dei vicepresidenti Bontà e Massa e del segretario Pellegatta. Roberto Di Sanzo

GOVERNO TECNICO

C’è solo un ingegnere nella squadra

Newsletter

Nr.01 – MERCOLEDÌ 18 GENNAIO 2012

e vicende di Fukushima sono arrivate inattese e violente. Esse ci insegnano che non conosciamo ancora a sufficienza la nostra Terra, ed i metodi migliori per soddisfare le nostre attuali esigenze. In questa nota riassumiamo le fonti di energia necessarie al nostro progresso civile. Si ribadisce la necessità di sviluppare nuove indagini e di aprire nuovi laboratori. Si sottolinea l’importanza delle Università, nel loro ampio significato di deposito di conoscenza, di luogo di indagine attiva su quanto ancora non conosciamo, e di deposito della cultura raggiunta, da trasmettere alle nuove

La decisione desta meraviglia e rammarico e richiama all’impegno

dott. ing Franco Ligonzo

stro Giornale ha cercato di soddisfare queste esigenze, dandosi una mission— >pag.4 “cogliere e interpretare lo spirito del tempo” (n.13 del 15/7/09) e seguendo una linea editoriale che io stesso nel settembre 2010 (n.14 del 1/9/2010) avevo riassunta in sei punti: ■ “no” alla banalizzazione segue a pag. 5 dei problemi complessi; “si” al dare spazio alle diverse analisi, purché complete, motivate e documentate; ■ “no” alle soluzioni semplicistiche; “si” al sostenere soluzioni che, pur semplici, tengano conto della complessità di partenza e an— >pag.6 che degli effetti di medio periodo; ■ “no” all’intolleranza intellettuale; “si” alla discusPresidente Cni sione rispettosa delle idee altrui; ■ “no” al bla-bla-bla fine a sé stesso; “si” al dare spazio alle idee portatrici di valore aggiunto; ■ “no” a una linea edito— >pag.13 riale asservita a interessi di parte; “si” a un’informazione plurale e indipendente; ■ “no” ad accettare che il comportamento eticamente corretto finisca là dove comincia quello “penalmente rilevante”; “si” ad accettare un limite etico — >pag.8 tanto più stringente quanto

segue a pag. 3 e 4

GIUSEPPE LANZAVECCHIA

ANNO ACCADEMICO/1

✒

La crisi finanziaria e quella culturale

el 1996 ho pubblicato un libro (1) che esaminava per diversi paesi industrializzati l’evoluzione – dal 1960 al 1995 – di economia, occupazione, forza lavoro; demografia per sesso, fasce d’età, fertilità, mortalità, durata della vita, processi migratori; società (come l’ingresso delle donne sul mercato del lavoro); necessità di una continua crescita economica in tutto il mondo in un contesto di globalizzazione crescente, e quin-

di di competizione sempre più diretta tra le diverse aree geopolitiche. L’evoluzione richiedeva cambiamenti strutturali di lavoro e occupazione: aumento dell’età lavorativa (fino a 65–70 anni) dovuto alla maggior durata della vita; scomparsa di tante attività del passato e comparsa di altre del tutto nuove; riduzione del lavoro dipendente a favore di quello autonomo; attività sempre più sofisticate e prepasegue a pag. 7

POLITECNICO DI MILANO: Crescita e sostenibilità

GUIDA AI PRODOTTI PER LEED

La situazione mondiale dopo Fukushima dott. ing. Alessandro clerici

Modello tedesco per le tariffe

ANNO ACCADEMICO/2

UNIVERSITÀ DEL SALENTO: Conoscienza e sapere

— >pag.5

a pag. 8

RAPPoRto CNI suI bANdI dI

TITOLO DEL RICHIAMO: PRogettAzIoNe a pag. 8

a pag. 6

segue a pag. 5

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

Le Rinnovabili sono la causa degli aumenti della bolletta elettrica

del gas per un consumatore domestico tipo Numeri indici: gen 2007 = 100 260 250 240 230 220 210 200 190 180 170 160

150 140 130 120

110 100 90 80 Jul-11

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

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RICHIAMO3

Caro Collega, nessuno,

cesco Profumo, infatti, è stato a lungo rettore del Politecnico di Torino e da qualche mese era passato alla presidenza del CNR. E il ministero dell’Istruzione, dell’Università e della Ricerca, che gli è stato affidato, sappiamo essere di grandissimo peso in un’economia della conoscenza. Meraviglia, però, che non siano stati scelti altri ingegneri-architetti-geo-

LAVORO E OCCUPAZIONE

dott. ing. Carlo Valtolina

meglio di noi tecnici, coPerchénosce lail trattativa privata valore essenziale dell'aggiornamento continuo, oltre all’Antitrust quello della culnon piace tura e, per 60 anni, il no-

La Manovra Salva Italia cambia i lavori 1 pubblici Sia chiaro: la mia meraviglia non è per nulla una critica alla scelta dei ministri fatta dal Premier, Prof. Mario Monti, ma è la reazione al fatto che nel suo cosiddetto “governo tecnico” c’è un solo ingegnere. Certamente quest’unico ingegnere è persona ben nota: il Prof. Ing. Fran-

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Refrigerazione magnetica

8Mag, il primo refrigeratore magnetico rotorico italiano

Primi risultati sperimentali del prototipo composto da quattro gruppi di magneti permanenti

di Ciro Aprea, Gerardo Cardillo, Adriana Greco e Angelo Maiorino*

A REFRIGERAZIONE MAGNETICA è una tecnologia emergente che utilizza come refrigerante un solido che, sottoposto a variazioni di magnetizzazione, subisce variazioni di temperatura. Tale fenomeno fisico, noto come effetto magnetocalorico, è legato all’interazione del campo magnetico con i momenti magnetici molecolari della sostanza impiegata come refrigerante [1]. In generale, l’effetto magnetocalorico è associato a una riduzione della magnetizzazione, a

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fronte di una riduzione della temperatura, viceversa in caso di un innalzamento della magnetizzazione. Tale tecnologia ha il potenziale per raggiungere efficienze energetiche superiori rispetto alla compressione di vapore convenzionale. Infatti, in generale, con sistemi di refrigerazione a compressione di vapore, il lavoro di compressione è perso attraverso un organo di laminazione, mentre nei refrigeratori magnetici il lavoro speso per la

magnetizzazione e la demagnetizzazione si converte in effetto utile, inteso come raffreddamento e riscaldamento della sostanza refrigerante. Inoltre, questa tecnologia non ha un impatto diretto sulla riduzione di ozono o effetti serra a causa della natura a stato solido del refrigerante. Sebbene le prime applicazioni

PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO DI UN REFRIGERATORE MAGNETICO

Un refrigeratore magnetico basa il suo principio di funzionamento sull’effetto magnetocalorico. Sfruttando tale fenomeno e disponendo di una sostanza magnetocalorica in grado di essere attraversata da un fluido, detto rigenerante, è possibile sviluppare un ciclo termodinamico noto come Active Magnetic Regenerative e composto delle seguenti fasi: 1. magnetizzazione adiabatica: la sostanza magnetocalorica viene investita da un campo magnetico, in modo tale da innalzarne il profilo di temperatura; 2. raffreddamento isocampo con rigenerazione: mantenendo invariata l’intensità del campo magnetico esterno, la sostanza magnetocalorica viene investita dal fluido rigenerante che, provenendo dallo scambiatore lato freddo, si trova a un valore di temperatura inferiore rispetto a quella dell’estremo freddo del rigeneratore; in questo modo la sostanza magnetocalorica tende a raffreddarsi a spese del fluido, che, riscaldandosi fino a un valore di temperatura

maggiore di quello dell’ambiente esterno, viene inviato nello scambiatore lato caldo, al fine di cedere la sua energia termica; 3. demagnetizzazione adiabatica: il campo magnetico viene annullato, in modo tale da ottenere un ulteriore abbassamento del profilo di temperatura della sostanza magnetocalorica; 4. riscaldamento isocampo con rigenerazione: mantenendo nulla l’intensità del campo magnetico esterno la sostanza magnetocalorica viene investita dal fluido rigenerante che, provenendo dallo scambiatore lato caldo, si trova a un valore di temperatura maggiore di quello dell’estremo caldo del rigeneratore; in questo modo la sostanza magnetocalorica tende a riscaldarsi a spese del fluido che, raffreddandosi fino a un valore di temperatura inferiore a quello dell’ambiente da refrigerare, viene inviato nello scambiatore lato freddo, al fine di assorbire energia termica.

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prototipali realizzate risalgano al lontano 1976 grazie agli studi sviluppati presso il Lewis Research Center of the American National Aeronautics and Space Administration [2], a oggi il livello di maturità raggiunto da questa tecnologia è ancora prototipale. In quest’ultima decade, la comunità scientifica internazionale ha incrementato notevolmente il suo interesse nei confronti della refrigerazione magnetica, con particolare attenzione alle applicazioni a temperatura ambiente. In particolare, le attività di ricerca sono state suddivise in due classi principali: sistemi, dedicata allo studio delle macchine, e materiali, dedicata all’analisi dei materiali da poter impiegare come sostanze refrigeranti. Sono stati realizzati diversi studi numerici e sperimentali e sono state proposte diverse soluzioni tecnologiche per individuare uno standard di riferimento per la costruzione di un refrigeratore magnetico. In tal senso, un contributo è pervenuto anche dal gruppo di ricerca dell’LTF (Laboratorio di Tecnica del Freddo) del Dipartimento di Ingegneria Industriale dell’Università degli Studi di Salerno. Come già introdotto in un precedente articolo [3], il gruppo dell’LTF

ha sviluppato il primo prototipo di refrigeratore magnetico rotante italiano, denominato 8Mag, e attualmente sta portando avanti diverse sperimentazioni per incrementare le performance energetiche finora raggiunte.

Descrizione dettagliata del prototipo Il prototipo 8Mag è un frigorifero magnetico di tipo rotorico a magneti permanenti, dove il materiale magnetocalorico, cioè il refrigerante, è fermo e i magneti sono in rotazione, come mostrato in Figura 1. Il sistema magnetico

Il sistema magnetico è composto da quattro gruppi di magneti permanenti, che sono disposti in una configurazione a “doppia U”. I magneti sono tenuti da due supporti di alluminio e montati su un albero, in modo che l’asse di simmetria nella disposizione a U coincida con l’asse di rotazione del gruppo magnetico. Tale configurazione è in grado di realizzare quattro settori circolari lungo i 360° disponibili al traferro, di cui due a campo magnetico massimo, HMF, e due a campo magnetico minimo, LMF. In particolare, la densità di flusso magnetico, B, nel settore HMF è maggiore o uguale al 90% del picco densità di flusso magnetico, mentre in quello LMF è inferiore o uguale al 2% della densità di flusso di picco. Il processo di progettazione è stato incentrato sui seguenti obiettivi: densità di flusso uniforme sia nel settore HMF che in quello LMF, alta accessibilità

Figura 1 – Fotografia del prototipo 8Mag al materiale refrigerante ed elevata capacità massica del refrigerante. A seguito di un processo di ottimizzazione realizzato mediante un modello numerico agli elementi finiti, il processo di progettazione ha condotto all’adozione di una configurazione dei magneti del tipo array di Halbach. Questa configurazione è composta da quattro gruppi, ciascuno costituito da 90 blocchi elementari magnetizzati, monoliticamente incollati insieme e racchiusi in un guscio di acciaio. Ogni blocco elementare è realizzato in lega di Neodimio-Ferro-Boro (NdFeB) sinterizzato con una rimanenza magnetica pari a 1370 mT. Come riportato in Figura 2, la densità di flusso è periodica di 180°, con il picco di densità di flusso pari a 1,25 T. Il sistema idraulico

8MAG THE FIRST ITALIAN ROTARY MAGNETIC REFRIGERATOR

In this paper a novel Rotary Permanent Magnet Magnetic Refrigerator (RPMMR) is described. The principle of operation of the presented magnetic refrigerator is based on the AMR thermodynamic cycle. Gadolinium is selected as magnetic refrigerant and demineralized water is employed as regenerating fluid. The total mass of gadolinium (1.20 kg), shaped as packed bed spheres, is housed in 8 regenerators. A magnetic system, based on a double U configuration of permanent magnets, provides a magnetic flux density of 1.25 T, while a rotary vane pump forces the regenerating fluid trough the regenerators. The operational principle of the magnetic refrigerator concerned, the description of the development process and initial experimental results for certain key elements are shown. Keywords: Magnetic refrigeration; prototype; design; experimental; permanent magnet

Grazie a una combinazione tra una valvola rotante e una pompa rotativa, è possibile generare un flusso di acqua oscillante attraverso i rigeneratori, consentendo un flusso unidirezionale nel sistema al loro esterno. Con lo scopo di ridurre le dimensioni complessive del dispositivo, la valvola è stata collocata in posizione centrale, come mostrato in Figura 3, in modo da agire anche come albero motore. La valvola è costituita da due parti principali: un rotore, che opera sia come collettore rotante che da albero per il sistema magnetico, e

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uno statore. A questo scopo, per realizzare un circuito idraulico interno è stato forato un albero cilindrico in acciaio inossidabile. Il rotore è stato direttamente collegato al sistema magnetico, mentre lo statore è fissato rigidamente al supporto dei rigeneratori ed è diviso in una sotto-valvola calda e una fredda. Ogni sotto-valvola ha otto porte per collegare idraulicamente i rigeneratori al collettore rotante e due porte aggiuntive per completare il circuito idraulico con gli scambiatori di calore. La rotazione dei magneti e quella del collettore sono sincronizzate, per cui la velocità di rotazione della valvola/albero determina anche la velocità con la quale si susseguono le fasi del ciclo termodinamico AMR. Come fluido rigenerante viene usata acqua demineralizzata, mentre una pompa rotativa commerciale è in grado di restituire una portata massima volumetrica di 16 l/min con una prevalenza utile di 16 bar. Rigeneratori e materiale magnetocalorico http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1

Il materiale magnetocalorico, refrigerante, è interamente alloggiato in otto rigeneratori che sono supportati da una struttura di alluminio e distanziati tra loro di 45°. L’insieme rigeneratori-struttura di alluminio è disposto all’interno del traferro magnetico, in modo tale da permettere la magnetizzazione e la demagnetizzazione della sostanza refrigerante in accordo con il ciclo AMR. Ciascun rigeneratore è costituito da un agglomerato di sferette racchiuse in un guscio di PA6 G-MO (poliammide e MoS2) avente un coperchio di acciaio inox, come mostrato in Figura 4. Durante i test iniziali, i rigeneratori sono stati composti mediante sfere di gadolinio di diametro compreso nell’intervallo di 400-500 micrometri. Ogni rigeneratore è stato riempito con 150 g di gadolinio, per cui la massa totale di refrigerante impiegata nel dispositivo è pari a 1,20 kg.

Sistema di movimentazione e caratteristiche di funzionamento

Figura 2 – Valori misurati della densità di flusso magnetica in funzione dell’angolo di rotazione per tre posizioni radiali differenti: estremo freddo ed estremo caldo del rigeneratore e baricentro del rigeneratore

Figura 3 – Particolari di 8Mag: 1) Gruppo magnetico; 2) Struttura di supporto per i magneti; 3) Insieme valvola-albero motore; 4) Rigeneratore; 5) Struttura di sostegno per i rigeneratori; 6) Collettore di collegamento verso i rigeneratori; 7) Collettore di collegamento verso gli scambiatori di calore; 8) Cuscinetti; 9) Ghiere di regolazione

Il sistema di movimentazione è costituito da un motore brushless a corrente continua accoppiato al lato del rotore della valvola attraverso un ingranaggio planetario avente un rapporto di riduzione di 93:1, che garantisce una coppia massima disponibile pari a 70 Nm a 54 rpm. Durante la rotazione del sistema magnetico, la posizione angolare relativa fra il rotore e lo statore della valvola rotativa impartisce la direzione del flusso del fluido, grazie al realizzarsi di una serie di aperture e chiusure delle porte presenti sul corpo valvola. Per ogni rotazione completa del sistema magnetico, coppie di rigeneratori disposti l’uno a 180° dall’altro sperimentano due cicli AMR, quindi la frequenza ciclo (fAMR) è due volte la frequenza del sistema magnetico.

Primi test I primi test sono stati eseguiti fissando la portata volumetrica di fluido rigenerante a 7 l/min, mentre la frequenza ciclo è stata variata nell’intervallo 0,36-1,79 Hz. Conseguentemente, il fattore di utilizzazione, φ, definito come il rapporto tra la capacità termica del fluido rigenerante e quella del materiale magnetocalorico, è stato fatto variare nel range 0,50 – 2,72 e la temperatura della sorgente calda nel range 287302 K. Con lo scopo di individuare le prestazioni intensive del prototipo e seguendo le indicazioni fornite dalla letteratura di settore [4-8], tutte le prove sono state realizzate senza aggiungere alcun carico termico alla macchina, per cui l’effetto frigorifero ottenuto è stato impiegato per vincere le sole perdite intrinseche al sistema stesso. Durante le prove, il dispositivo ha mostrato la capacità di raggiungere una massima differenza di temperatura ai capi dei rigeneratori, ΔTAMR , pari a 13,8 K, condizione raggiunta con una temperatura della sorgente calda pari a 298 K, una frequenza ciclo di 0,72 Hz e un fattore di utilizzazione di 1,40. I dati raccolti sono stati organizzati in funzione sia della temperatura della sorgente calda, TH, che del fattore di utilizzazione φ. Come mostrato in Figura 5 a diverse frequenze operative, il prototipo presenta

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BIBLIOGRAFIA

[1] Ergun, S. 1952. Fluid flow through packed columns, Chem. Eng. Prog. 48(2), 89-94. [2] Brown, G.V. 1976,.Magnetic heat pumping near room temperature, J. Appl. Phys., 47(8), 3673-3680. [3] AICARR Journal n.17. [4] Bjørk, R., Bahl, C.R.H., Smith, A., Pryds, N. 2010., Review and comparison of magnet designs for magnetic refrigeration, Int. J. Refrigeration 33(3), 437-448. [5] Engelbrecht, K.L., Bahl, C.R.H., Nielsen, K.K. 2011. Experimental results for a magnetic refrigerator using three different types of magnetocaloric material regenerators, Int. J. Refrigeration. 34(4), 1132-1140. [6] Romero Gómez, J., Ferreiro Garcia, R., Carbia Carril, J., Romero Gómez, M. 2013. Experimental analysis of a reciprocating magnetic refrigeration prototype, Int. J. Refrigeration 36(4), 1388-1398. [7] Russek, S., Auringer, J., Boeder, A., Chell, J., Jacobs, S., Zimm, C. 2010. The performance of a Rotary Refrigerator with Layered Beds, Proceedings of the 4th International Conference on Magnetic Refrigeration at Room Temperature, Baotou, Inner Mongolia, China, 339-349. [8] Tura, A., Rowe, A. 2011. Permanent magnet magnetic refrigerator design and experimental characterization, Int. J. Refrigeration 34(3), 628-639.

STATO DELL’ARTE

di Angelo Maiorino

I prototipi di refrigeratore magnetico fino a oggi realizzati e in grado di operare in prossimità della temperatura ambiente, possono essere raggruppati in due generazioni: la prima generazione, caratterizzata dall’impiego di magneti superconduttori, con movimento alternativo e tipicamente operanti a basse frequenze; la seconda generazione, caratterizzata dall’impiego di magneti permanenti con movimento rotorico e operanti a frequenze più elevate. Con particolare riferimento alla seconda generazione è possibile annoverare, mediante un elenco sintetico, i principali risultati ottenuti presso i diversi laboratori di ricerca attivi nel campo della refrigerazione magnetica. All’University of Victoria è stato realizzato un prototipo di tipo rotorico in grado di raggiungere un salto termico di 29 K. La Chubu Electrics, dopo aver reaFigura 4 – Dettagli del rigeneratore: 1) lizzato un prototipo rotorico a basso campo magnetico, ha sperimentato diverse Guscio; 2) Diffusore; 3) Gadolinio in sfere; geometrie di rigeneratori, ottenendo salti termici contenuti e compresi tra 1,1 e 8 K. 4) Connettori idraulici con prese di servizio L’Astronautics Corporation, uno dei laboratori più attivi e longevi in tale settore, ha http://shop.quine.it/dettaglio.asp?idprodotto=1 sviluppato tre diversi prototipi rotorici, ottenendo ottimi risultati sia in termini di salto termico che di potenza frigorifera disponibile; in particolare, uno dei prototipi ha mostrato la capacità di ottenere un salto termico di 8 K sviluppando una potenza frigorifera di 800 W. Un altro importante risultato è stato ottenuto presso il Risø Figura 5 – ∆TAMR in funzione del valore della temperatura della sorgente Laboratory, dove mediante un prototipo rotorico caratterizzato dalla presenza di 32 calda, TH , a diverse frequenze ciclo rigeneratori, sono state raggiunte potenze frigorifere prossime a 400 W con un salto termico di 9 K. Parallelamente a tali laboratori, alcune delle aziende più importanti a livello internazionale stanno mostrando il loro interesse nei confronti della refrigerazione magnetica, attivandosi sia nello sviluppo dei propri prototipi, sia nella collaborazione con alcuni dei succitati laboratori.

Figura 6 – ∆TAMR in funzione del fattore di utilizzazione, φ, a differenti valori di temperatura della sorgente calda, TH

il valore ottimale di ΔTAMR per un valore della temperatura temperatura TH prossima a 298 K, che corrisponde alla temperatura di Curie del gadolinio (si ricorda che alla temperatura di Curie le sostanze ferromagnetiche, come il gadolinio, subiscono un cambiamento di fase del secondo ordine che le tramuta in paramagnetiche). A fronte di tale variazione di comportamento, la sostanza magnetocalorica è caratterizzata da un effetto magnetocalorico di elevata intensità che permette di ottimizzare le prestazioni del refrigeratore magnetico. In Figura 6 si nota come per ciascun valore di TH sia possibile definire una condizione operativa di funzionamento ottimale espressa in termini di fattore di utilizzazione, in particolare ΔTAMR viene ottimizzato per fattori di utilizzazione più bassi, ovvero quando la capacità termica del materiale magnetocalorico tende a essere simile o anche superiore a quella del fluido rigenerante.

Conclusioni 8Mag fornisce valori di ΔTAMR, cioè di differenza di temperatura tra la zona ad alta e quella a bassa temperatura della macchina, che risultano ancora lontani da quelli tipicamente raggiungibili con sistemi a compressione di vapore. Per questo motivo, sono in atto sulla macchina nuovi test e alcune modifiche per poterne migliorare le prestazioni; in particolare, a breve verranno condotte prove finalizzate a quantificare l’effettiva capacità frigorifera e il COP raggiungibile. È comunque opportuno evidenziare come i risultati fin qui ottenuti siano in linea con quelli mostrati in letteratura, per cui 8Mag può a tutti gli effetti essere considerata una macchina prova dell’effetto magnetocalorico. Quest’ultimo aspetto è di notevole rilevanza, perché 8Mag potrà essere usato per testare nuovi materiali refrigeranti ottenuti mediante le indagini attualmente in corso a livello internazionale. * Ciro Aprea, Gerardo Cardillo e Angelo Maiorino, Dipartimento di Ingegneria Industriale, Università degli Studi di Salerno Adriana Greco, Dipartimento di Ingegneria Industriale, Università di Napoli Federico II

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Formazione INTRODUZIONE AL BIM PER LA PROGETTAZIONE IMPIANTISTICA Nuovo corso di AiCARR Formazione sul territorio nazionale

Il 15 gennaio 2014 il Parlamento Europeo ha approvato la European Union Public Procurement Directive (EUPPD) ovvero la Direttiva sugli appalti pubblici negli Stati membri che al paragrafo 4 dell’Art. 2 scrive: “Per gli appalti pubblici di lavori e di concorsi di progettazione, gli Stati Membri possono richiedere l’uso di strumenti elettronici specifici, quali gli strumenti di simulazione elettronica per le informazioni edilizie o strumenti analoghi…” Secondo tale Direttiva, gli Stati europei possono incoraggiare, specificare o imporre l‘utilizzo del BIM per i progetti edili finanziati con fondi pubblici nell’Unione Europea a partire dal 2016. Questo implica che tutti i progetti oggetto di finanziamento comunitario dovranno necessariamente essere realizzati con metodo BIM, definito come un insieme interattivo di policy, processi e tecnologie che generano una “metodologia per gestire la progettazione degli edifici e i dati di progetto in formato digitale durante tutto il ciclo di vita dell’edificio”. A questo proposito, va sottolineato che in molte nazioni europee come la Gran Bretagna, la Norvegia e la Danimarca, la progettazione degli edifici con il metodo BIM è ormai diventata uno standard acquisito, come ben sanno coloro che in Italia hanno rapporti professionali con realtà estere. La progettazione con metodo BIM consente di individuare differenti livelli applicativi per gestire: • la creazione e l’utilizzo dei dati di una costruzione per poter progettare, costruire e gestire l’edificio durante il suo ciclo di vita. Il BIM consente a tutti i soggetti interessati di avere accesso alle stesse informazioni nello stesso tempo, attraverso l’interoperabilità tra le piattaforme tecnologiche; • la rappresentazione digitale delle caratteristiche fisiche e funzionali di un complesso. Come tale la metodologia BIM serve come risorsa di conoscenza condivisa per informazioni su una struttura, un edificio, formando una base affidabile per le decisioni durante il suo intero ciclo di vita, dall’ideazione fino allo smaltimento; • l’organizzazione a livello di policy e il controllo del business process utilizzando le informazioni nel prototipo digitale per effettuare lo scambio di informazioni sull’intero ciclo di vita di un bene. Questo comporta vantaggi quali la comunicazione centralizzata e visiva, l’esplorazione preliminare di opzioni, la sostenibilità, una progettazione efficiente, l’integrazione di discipline, il controllo del sito, la documentazione as built, in sintesi un modello digitale dalla nascita alla dismissione finale dell’edificio. I sistemi di progettazione BIM comportano il ricorso a software specifici di modellazione architettonica e ingegneristica che consentono di associare ad ogni singolo oggetto BIM le caratteristiche tecniche e funzionali che lo contraddistinguono. Per il progettista che approccia il sistema BIM non è facile scegliere con cognizione

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il software che potrà meglio soddisfare le sue esigenze, considerando che il mercato offre una discreta scelta di software quali ArchiCAD, Revit, Allplan, Tekla, ecc caratterizzati da metodologie di lavoro differenti. Il nuovo corso che AiCARR Formazione ha costruito è stato pensato per i progettisti termotecnici o per gli impiantisti in generale che desiderano cominciare ad approfondire il nuovo modo di progettare con metodo BIM, ma è rivolto anche ai tecnici delle Aziende che hanno ormai l’esigenza di caratterizzare tutti i prodotti dei loro cataloghi come oggetti BIM. Lo scopo del nuovo corso è quello di fornire ai partecipanti, attraverso la conoscenza del BIM, gli strumenti per poter operare con cognizione un confronto fra le metodologie proposte e, di conseguenza, poter scegliere la più idonea per la propria attività professionale. Per tale motivo sono stati contattati i 2 leader nel mercato dei software BIM, ai quali è stato chiesto di illustrare le peculiarità della metodologia alla base di ciascun software, per consentire ai partecipanti di avere un quadro chiaro delle differenze esistenti nel differente approccio. La prima edizione del corso si è svolta a Milano, lo scorso mese di novembre, nella sede AiCARR. Durante il 2015 lo stesso corso sarà replicato in altre sedi della penisola, cominciando il 30 marzo a Bari.

PROGRAMMA IN DETTAGLIO

La giornata è divisa in 2 parti dedicate alla presentazione di 2 differenti metodologie di lavoro basate sull’utilizzo di piattaforme diverse. Gli argomenti elencati saranno proposti al mattino e al pomeriggio per consentire ai partecipanti un efficace e oggettivo confronto. • Il BIM: concetti generali • Il BIM come cambiamento del processo di progettazione: case study • Vantaggi qualitativi, operativi, economici • Il BIM impiantistico – Live Demo: • l’interoperabilità con il modello strutturale e architettonico • gestione dei modelli 3D • modellazione impiantistica • controllo automatico delle clash con modello strutturale • personalizzazione degli elementi da catalogo • auto connection • calcoli e dimensionamenti • estrazione delle distinte prezzi • gestione stampe

APPUNTAMENTI CON L'ASSOCIAZIONE

a cura di Piercarlo Romagnoni

Tra gli appuntamenti proposti dalla nostra Associazione, si è recentemente svolto il 6 Febbraio, presso l’Aula Magna del Dipartimento di Tecnica e Gestione dei Sistemi Industriali dell’Università degli Studi di Padova, sede di Vicenza, il Convegno “Recenti sviluppi nella tecnologia dei compressori frigoriferi e loro impatto sull’efficienza stagionale delle macchine frigorifere”. Il convegno, molto riuscito, ha richiamato a Vicenza un centinaio di esperti del settore È infatti una consolidata consuetudine per Il Comitato Tecnico Refrigerazione dell’AICARR presentare con cadenza periodica stimolanti riflessioni sulle novità tecniche del settore della refrigerazione. Oltre a fornire un quadro aggiornato del mercato, il Seminario del 2015 ha consentito agli esperti convenuti un sereno e approfondito confronto grazie ai contributi di indubbio spessore delle relazioni presentate. Ha iniziato il dott. Hermann Renz, Senior Delegate di ASERCOM, il quale, ricordando come l’industria dei compressori sia di fronte a ineludibili sfide relativamente all’efficienza energetica e all’impiego di refrigeranti alternativi, ha posto l’attenzione dapprima sui Regolamenti e le Direttive europee sull’argomento per poi ricordare nello specifico le priorità per lo sviluppo dei nuovi compressori (adattabilità ai nuovi refrigeranti, capacità di modulazione, integrazione di sistemi per il monitoraggio, la protezione e la comunicazione). L’ing. Michele Dei Prè (Calpeda spa) e l’ing. Marco Zordan (Carel Industries spa) hanno affrontato il tema dell’efficienza e della regolazione dei motori elettrici per compressori. Il primo ha evidenziato come regolamenti e Direttive Europee impongono la riprogettazione dei motori e la ricerca di una maggiore integrazione ed ottimizzazione del sistema oltre ad un’efficace flessibilità. L’ing. Zordan ha proposto una interessante panoramica, dalle condizioni operative alle prestazioni in termini di efficienza energetica, sui motori sincroni a magneti permanenti e sulle loro applicazioni nel settore del condizionamento. Il tema della modulazione è stato il filo conduttore della giornata: la relazione del prof. Renato Lazzarin e del prof. Claudio Zilio (“Vantaggi e problematiche delle applicazioni dei compressori a giri variabili”) ha ulteriormente messo in

luce come compressori a giri variabili costituiscano una valida opzione per il miglioramento dell’efficienza delle macchine frigorifere. Tuttavia particolare attenzione va posta alla progettazione dell’intera macchina (dimensionamento scambiatori di calore, accumuli, linee frigorifere, gestione della carica): una non ottimale progettazione di tutti i componenti del sistema e/o una scarsa integrazione degli stessi può comportare la riduzione o il completo annullamento della migliore efficienza del compressore a giri variabili rispetto ad un compressore tradizionale. Gli esempi proposti hanno infine evidenziato come il sistema a giri variabili non esime da un’analisi accurata dell’andamento dei fabbisogni, (la regolazione della velocità di rotazione del compressore non compensa, se non in parte, un sovradimensionamento della macchina rispetto al carico). L’ing. Carmine Casale ha portato il proprio contributo di esperienza con la relazione “Tendenze globali dei compressori nei paesi extra-europei” nella quale ha illustrato la situazione dei mercati internazionali del settore per le diverse tipologie di compressori e le tendenze del prossimo futuro (utilizzo dell’inverter, compressori oil free, sistemi VRF, sistemi a pompa di calore e nuovi refrigeranti). La mattina si è chiusa con l’ultima delle relazioni ad invito tenuta dall’ing. Biagio Lamanna, di Carel Industries spa, e dal prof. Giacomo Bagarella, del Dipartimento di Tecnica e Gestione dei Sistemi Industriali, su “Multiplex o water-loop per i banchi frigo dei supermercati: due soluzioni a confronto” in cui sono stati efficacemente presentati i risultati (anche con il confronto tra le simulazioni e i dati misurati) di un interessante caso studio sui banchi frigo di un supermercato a Bologna. Il pomeriggio è proseguito con ben 8 relazioni che dai compressori a vite ai gruppi refrigeratori ad ammoniaca con azionamento a velocità variabile, dal compressore twin rotary per applicazioni residenziali ai sistemi reversibili acqua-acqua e acqua-aria per applicazioni nel settore marino, dall’ottimizzazione dell’Efficienza stagionale di chiller operanti con compressori scroll alle problematiche di dissipazione del calore nei compressori frigoriferi hanno offerto un panorama di esperienze ricco e dettagliato.

Ricordiamo inoltre l’appuntamento con Climamed 2015 a Antibes, Juan le spins (F), il 10-11 settembre 2015: la data per la presentazione di una memoria (abstract) è stata posticipata al 15 Febbrario. Maggiori informazioni nel sito dell’AiCVF (www.aicvf.org).

#30

AiCARR informa w w w. a i c a r r. o r g Perché siamo una squadra di Livio de Santoli

“Or chi sa da qual man la costa cala”/disse ’l maestro mio fermando ’l passo/ “sì che possa salir chi va sanz’ala?” Riprendo la citazione involontariamente interrotta nell’editoriale dello scorso numero di AiCARR Journal non solo per doveroso e deferente rispetto verso il sommo poeta, ma anche perchè molto appropriata: nel raggiungimento degli obiettivi occorre fare i conti con una quantità di ostacoli spesso non previsti. Chi non fa, si sa, non sbaglia mai, ma invece è importante anche farne di errori, a patto di saperli riconoscere. La commissione editoria AiCARR sta affrontando, insieme agli editori, un problema serio: come si fa a stare al passo con i tempi, in un mondo che comunica con bulimia, dove il social usa “face” e maschera il vero volto della realtà, un mondo che legge sempre meno e che si sta abituando ad affrontare gli argomenti con la superficialità e lo scarso approfondimento tipico di una lettura veloce, distratta, fatta di immagini e di proclami? Come rimanere a galla, con pubblicità sempre meno remunerative e una crisi che è spietata? Un organo ufficiale di una associazione culturale in una realtà come questa deve provare con soluzioni innovative, che a volte funzionano a volte no. Occorre uno spirito di squadra ed un supporto condiviso per affrontare l’innovazione in tempi di crisi. Occorre essere una squadra e chiamare tutti a formulare il proprio suggerimento costruttivo, e non solo crogiolarsi nella critica distruttiva, come ormai è di moda nel web. Occorre essere una squadra soprattutto se i risultati sembrano essere a portata di mano. AiCARR sta lavorando da settembre per essere parte attiva a EXPO2015. Abbiamo deciso insieme che era il caso di farlo. L’energia deve essere vista anche in relazione con il cibo, il tema di EXPO, e il cibo deve essere messo in relazione con l’energia. Ed AiCARR può indicare quali sono le prospettive in un mondo sempre più disequilibrato, 30% di spreco alimentare e contemporaneamente 1 miliardo di persone che muoiono di fame. Vista la nostra lunga esperienza nell’efficienza, possiamo dire qualcosa sulla eliminazione degli sprechi e sulla innovazione. Feeding the Planet, Energy for Life deve comprendere anche il nostro impegno di squadra, perché ci è stata data l’opportunità di farlo. Con un convegno tematico affidato direttamente a noi all’interno del recinto EXPO. È un risultato di tutti proprio per questo, perché molti hanno dato una mano affinché questo accadesse. Pensare di sviluppare questi temi in chiave strategica e considerarli un’occasione di analisi, rappresenta un modo multi-disciplinare di affrontare il tema ambientale in una scala territoriale. La vita sul pianeta dovrà avvenire con modalità tali da assicurare a ciascuno accesso garantito al cibo e all’energia di cui ha bisogno senza inquinare l’ambiente e danneggiare gli individui: ciò ha come conseguenza diretta una veloce transizione verso forme di energia pulita e mezzi e servizi di produzione di cibo ed energia resi democratici attraverso la partecipazione alle decisioni della popolazione di quel territorio. La squadra di AiCARR si candida ad essere portavoce di questa istanza. Il 15 luglio 2013 il Consiglio Nazionale degli Ingegneri ha inviato ai Consigli degli ordini provinciali le Linee di indirizzo per l’applicazione del Regolamento per l’aggiornamento della competenza professionale Il Regolamento è entrato in vigore l’1 gennaio 2014. AiCARR, che da più di 20 anni si occupa anche della formazione dei professionisti, ha ritenuto di dover subito avviare la procedura per il riconoscimento come provider di formazione presso il CNI. La squadra AiCARR ha messo in campo la sua portaerei: AiCARR Formazione. Il 10 dicembre 2014 AiCARR Formazione è stata inserita nell’elenco accreditato dei provider di formazione del CNI, e questo è un risultato di una squadra, perché la procedura di riconoscimento è stata lunga, sottoposta a parere da parte del Ministero della Giustizia che ha formulato il suo giudizio

a cura di Lucia Kern

sulla base della esperienza maturata in tutti questi anni. Ad oggi, il totale dei soggetti erogatori di formazione accreditati dal CNI e pubblicati nel sito di CNI Formazione è soltanto di 36, distribuiti in tutte le regioni di Italia. Di questi, solo 8 si occupano di formazione con attenzione al mondo impiantistico e termotecnico, e fra questi c’è AiCARR Formazione! Inutile sottolineare che l’offerta di AiCARR caricata sulla piattaforma del CNI si presenta più consistente rispetto a quella degli altri provider, spaziando dalla formazione di base per il giovane professionista ai corsi di alta specializzazione e professionalizzanti. Ora possiamo dire che grazie al lavoro fatto dalla nostra squadra dal 2015 tutti i moduli della Scuola di Climatizzazione danno diritto a ricevere 1 CFP per ogni ora di lezione frequentata per i partecipanti e tenuta per i docenti. Anche i Seminari svolti con Aziende o le visite tecniche condotti secondo quanto specificato nelle Linee di indirizzo, pubblicate dal CNI ad ottobre, consentono di ottenere CFP. La nostra squadra lavora alacremente per accreditarsi sempre più come interlocutore imprescindibile in tutte le sedi in cui si dibatte di sostenibilità, efficienza energetica, qualità ambientale, fonti rinnovabili; ma per far questo deve poter contare su una base sempre più ampia di soci e sul loro atteggiamento collaborativo. Siamo una squadra, ma solo se il nostro obiettivo di diffusione della cultura fa sì che dai tavoli di discussione emerga una produzione di idee condivise su cui fondare il futuro dell’efficienza energetica, a partire dalle quali fare sistema a beneficio del settore e del paese stesso. Questo tema è stato declinato in maniera innovativa ed inedita su tutti i materiali di presentazione e in un video che riassume i vantaggi dell’essere socio. In fondo è con la nostra squadra che “generiamo idee per un futuro sostenibile”.

A breve l’appuntamento con il 32º Convegno di Padova Manca poco al 32º Convegno di Padova, dal titolo “L’impiantistica per i climi estremi: tecnologie per i nuovi mercati della climatizzazione”, in agenda il 16 aprile prossimo presso il Centro Congressi di Villa Ottoboni. Circa 20 relazioni libere illustreranno applicazioni in grado di coniugare sostenibilità e funzionalità in Paesi dalle condizioni climatiche particolari: dalla Norvegia agli Emirati Arabi, dalla Russia all’Africa Subsahariana, per focalizzarsi anche su realizzazioni applicate in aree italiane dal clima particolarmente rigido. Tre saranno le relazioni a invito, affidate ad alcuni fra i migliori esperti in materia: Tecnologie di riscaldamento industriale in zone climatiche estreme: studi, esperienze progettuali e realizzative nella federazione russa – Antonio Polito, Libero Professionista, Castelfranco Veneto, TV; Giuseppe Emmi, Università di Padova Tipologie e caratteristiche degli impianti di condizionamento dell’aria nei climi caldi – Adileno Boeche, Roberto Zecchin, Manens-Tifs Ingegneria spa, Padova; Alberto Cavallini, Dipartimento di Ingegneria Industriale, Università di Padova Aspetti tecnici, logistici e organizzativi della realizzazione degli impianti nei climi estremi – Fabio Todesco, Antonio Tringali, Manens-Tifs spa, Padova AiCARR ha richiesto per il Convegno la concessione di Crediti Formativi ai fini della formazione continua degli Ingegneri della Provincia di Padova per l’anno 2015. Ricordiamo che l’ingresso è gratuito per i Soci AiCARR in regola con la quota associativa 2015.

AiCARR informa w w w. a i c a r r. o r g Il 33º Convegno di Bologna e l’ottimizzazione degli edifici esistenti (15 ottobre 2015) L’interesse del mondo delle costruzioni è indirizzato in gran parte verso la possibilità di intervenire sull’efficientamento energetico degli edifici esistenti, sia ad uso pubblico che privato, che presentano ampi margini di miglioramento non solo sull’involucro edilizio ma soprattutto sui sistemi impiantistici, in particolare per quegli edifici di recente costruzione che, ancora invenduti, sono molto lontani dal concetto di nZEB, obiettivo dei prossimi anni. Se da un lato le soluzioni tecnologiche impiantistiche hanno conosciuto una grande evoluzione, sia per quanto concerne i nuovi sistemi di produzione di energia con utilizzo di fonti rinnovabili sia per la possibilità di avere sistemi di controllo e gestione molto sofisticati, dall’altro la crisi economica rischia di rallentare il percorso verso gli obiettivi di contenimento delle emissioni clima-alteranti fissati dalle recenti normative europee e nazionali. Il 33º Convegno AiCARR di Bologna “Ottimizzare comfort e risparmio energetico negli edifici esistenti: diagnosi, contabilizzazione, FER, building automation”, che si svolgerà nell’ambito del SAIE il 15 ottobre 2015, nasce con l’obiettivo di fornire gli strumenti idonei per valutare le modalità di intervento sugli edifici esistenti, anche con l’ausilio di significativi casi studio. Aspetto prioritario verrà dato alla diagnosi energetica, fondamentale per individuare soluzioni tecniche ed economiche “robuste”, ma anche al tema della contabilizzazione e del monitoraggio energetico non solo nell’ottica della corretta ripartizione dei consumi, ma soprattutto come strumenti a supporto della diagnosi e della gestione del sistema edificio-impianto, quest’ultimo affiancato al controllo del comfort degli edifici tramite i sistemi di building automation. Questi aspetti verranno trattati nelle relazioni, ad invito e libere, che permetteranno di presentare i risultati di monitoraggi e diagnosi energetiche, di evidenziare i risultati energetici ed economici relativi a soluzioni di retrofitting sull’involucro edilizio ma anche e soprattutto sul sistema impiantistico, sull’ottimizzazione dei sistemi di controllo e sulle possibilità di utilizzo di sistemi FER. Questi argomenti offriranno spunto per un dibattito che interesserà non solo progettisti e aziende produttrici, ma anche rappresentanti del mondo istituzionale, al fine di stimolare e promuovere l’attivazione di strumenti normativi che possano agevolare gli interventi sul patrimonio edilizio esistente. Il Call for Paper per la partecipazione in qualità di relatori al Convegno verrà pubblicato a breve.

Il 27 marzo, facciamo chiarezza sulla contabilizzazione del calore Si terrà il 27 marzo a San Donato Milanese il Seminario ”L’attuazione dell’art 9 del d.lgs 102/14 Misurazione e fatturazione dei consumi energetici: problemi e soluzioni tecnologiche” organizzato da AiCARR in collaborazione con CTI. L’appuntamento con AiCARR è per il pomeriggio, a partire dalle ore 14.00, con la Sessione “Tecnologie di contabilizzazione del calore nei sistemi di riscaldamento, raffreddamento e fornitura di acqua calda sanitaria”, che garantisce 2 crediti agli ingegneri. La Direttiva 2012/27/UE sull’efficienza energetica e il D.lgs 102/2014 di recepimento in Italia prevedono che nei condomini e negli edifici dotati di impianto di riscaldamento centralizzato siano installati contatori individuali per misurare il consumo di calore in ciascuna unità, se tecnicamente

possibile ed efficiente in termini di costi. In caso contrario, la stessa normativa prevede che, entro il 31 dicembre 2016, siano impiegati appositi ripartitori per misurare il consumo di calore su ciascun radiatore. Alcune regioni e provincie italiane hanno legiferato in materia prevedendo disposizioni restrittive rispetto alla normativa nazionale ed europea. Inoltre, i sistemi di contabilizzazione “diretti” e di ripartizione “indiretti” presentano costi, principi di misura e prestazioni metrologiche completamente diverse tra loro. Infatti, mentre i sistemi di misura impiegati nella contabilizzazione diretta si avvantaggiano di una tecnologia matura, i sistemi utilizzati per la ripartizione indiretta presentano un’incertezza di misura molto variabile, soprattutto a causa delle problematiche di installazione e della mancanza di specifiche prescrizioni metrico legali. Malgrado ciò esistono anche per questi strumenti specifiche normative tecniche. In questo panorama complesso, l’evento ha l’obiettivo di analizzare le criticità nell’attuazione del D.Lgs 102/2014 e le problematiche tecnologiche relative ai sistemi di contabilizzazione del calore diretti ed indiretti, di promuovere la diffusione della riferibilità metrologica e dei servizi di taratura/verifica degli strumenti di misura dell’energia, di discutere strategie per un corretto ed efficace 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”. Al mattino si terrà invece la Sessione organizzata da CTI dal titolo “Forum sulla suddivisione delle spese di riscaldamento e ACS”, che vedrà in apertura i saluti del Presidente de Santoli, accanto al Presidente CTI Cesare Boffa.

Disponibile il volume 22 della Collana Tecnica AiCARR “Materiali impermeabilizzanti e termoisolanti per l’involucro edilizio: un binomio” è il titolo del volume n. 22 recentemente pubblicato nella Collana Tecnica AiCARR. Il testo espone in maniera razionale e sintetica tutti gli aspetti relativi all’applicazione degli isolanti termici e dell’impermeabilizzazione ed è suddiviso in tre parti, dedicate rispettivamente a impermeabilizzanti, isolanti termici e applicazioni. Le prime due parti, simmetriche, riportano le classificazioni dei materiali, le informazioni sulla marcatura CE e gli aspetti generali di biosostenibilità; per ciascun materiale sono poi illustrati il processo produttivo, le caratteristiche tecniche, i prodotti e gli indici di sostenibilità energetica ed ecologica. La terza parte contiene l’illustrazione delle stratigrafie più comuni utilizzate per la realizzazione dell’involucro edilizio opaco, con la specifica dei materiali da utilizzare per il rispetto della compatibilità, aspetto della progettazione generalmente poco noto. Le appendici contengono chiarimenti o approfondimenti su alcuni aspetti presentati nel testo, quali il sistema a cappotto, la facciata ventilata, la stima dei valori di conduttività termica, la marcatura CE degli isolanti termici. Un glossario finale permette di approfondire il significato di alcuni termini. Autori: F.R. d’Ambrosio Alfano, F. De Leo – Editoriale Delfino Prezzo: soci € 29 – non soci € 39

AiCARR informa w w w. a i c a r r. o r g Moduli attivabili a richiesta

Prosegue il Percorso Fondamenti con 7 CFP a giornata per gli ingegneri Dopo gli otto corsi sulla progettazione di impianti di climatizzazione, prosegue in aprile — con i corsi dedicati alle centrali, alla regolazione automatica degli impianti e alla redazione formale del progetto — il Percorso Fondamenti, ideale per chi intende affacciarsi alla professione supportato da un’efficace preparazione tecnica di base e pensato appositamente per i più giovani, a partire dai costi contenuti. Grazie all’accreditamento di AiCARR come provider del CNI tutti i moduli garantiscono 7 CFP a giornata agli ingegneri.

Calcolo, progettazione e costruzione di reti aerauliche (RT1A) Calcolo, progettazione e costruzione di reti idroniche (RT2A) Laboratorio di progettazione di impianti di riscaldamento (ES1A) Laboratorio di progettazione di impianti di climatizzazione a tutt’aria (ES2A) Laboratorio di progettazione di impianti di climatizzazione misti aria/ acqua (ES3A) Sistemi di automazione integrata e reti di comunicazione (RE2A) Trattamento acqua – controllo Legionella (AQ1A) Come per il Percorso Fondamenti, anche per gli Approfondimenti è possibile usufruire di sconti variabili in funzione del numero di moduli di interesse e/o legati alla partecipazione al Percorso Fondamenti. Per maggiori informazioni consultare la sezione “Quote” del sito www.aicarrformazione.org.

Il calendario

Lunedì 13 aprile: Centrali termiche (CE1F) Martedì 14 aprile: Centrali e impianti idrici – Sistemi di scarico acque reflue (CE2F) Mercoledì 15 aprile: Centrali frigorifere (CE4F) Giovedì 16 aprile: Macchine frigorifere e pompe di calore: fondamenti (CE3F) Martedì 21 aprile: Regolazione automatica: fondamenti e applicazioni (RE1F) Mercoledì 22 aprile: Il progetto: procedure, documenti e legislazione (NO1F)

A maggio il Percorso Approfondimenti, con una nuova formula Prende il via a maggio il Percorso Approfondimenti, rivolto a chi ha già frequentato i Fondamenti e ai professionisti che hanno un’esperienza consolidata e intendono acquisire contenuti avanzati per la progettazione degli impianti di climatizzazione. Accanto ai moduli già fissati a calendario, AiCARR Formazione, anche in vista dei numerosi impegni che occuperanno l’agenda dei professionisti all’apertura di Expo 2015, propone per alcuni corsi una nuova formula più flessibile, che permette di manifestare il proprio interesse nei confronti di uno o più moduli, che, al raggiungimento di 12 adesioni, verranno attivati con un preavviso di un mese. È possibile prenotare gratuitamente i moduli di interesse online sul sito AiCARR Formazione.

Il calendario

Martedì 5 maggio: La specifica tecnica UNI TS 11300 – Parte 1 e 2 (EE2A) Mercoledì 6 maggio: La specifica tecnica UNI TS 11300 – Parte 4 (EE3A) Giovedì 7 maggio: La diagnosi energetica (EE4A) Martedì 12 maggio: Pompe di calore: dimensionamento e applicazioni (PC1A)

Certificazione professionale dell’EGE: nuova proposta AiCARR Formazione/ICMQ Grazie alla ormai collaudata sinergia con l’Organismo di Certificazione ICMQ, AiCARR Formazione organizza a Milano sessioni di esami mirati ad accrescere, attraverso la certificazione, il valore professionale di una figura sempre più richiesta sul mercato del lavoro: l’Esperto in Gestione dell’Energia (EGE). L’EGE è il professionista che possiede le conoscenze, l’esperienza e la capacità necessarie per gestire l’uso dell’energia in modo efficiente. Obiettivo della sua attività è migliorare il livello di efficienza energetica, ovvero di ridurre i consumi di energia primaria e le emissioni di gas clima alteranti legate all’utilizzo di energia, oltre a incrementare in qualità e, se possibile, in quantità i servizi forniti attinenti l’uso razionale dell’energia. L’EGE può ottenere la certificazione per operare nel settore civile, con competenze finalizzate agli utilizzi civili e della pubblica amministrazione, nel settore industriale, con competenze mirate ad applicazioni industriali e processi produttivi, o in entrambi. Per poter accedere all’esame, il candidato dovrà dimostrare di possedere i requisiti in materia richiesti dall’Organismo di Certificazione: un titolo di studio, almeno il diploma di scuola media superiore, riconosciuto o equipollente a quelli italiani, la partecipazione attestata ad almeno due giornate (16 ore) di formazione intesa come partecipazione a convegni, docenze, relazioni, gruppi di lavoro normativi o tecnici, negli ultimi 2 anni sul tema del risparmio energetico, un’esperienza lavorativa dimostrabile che abbia previsto mansioni tecniche e/o manageriali nella gestione dell’energia (energy management). È possibile candidarsi alla prossima sessione d’esame, che si terrà martedì 31 marzo a Milano, presso la sede AiCARR.

AiCARR informa w w w. a i c a r r. o r g Al centro-sud riprendono le “pillole” sul recupero di calore Proposti con successo durante il 2014, ritornano in nuove sedi i corsi in Pillole dedicati al recupero di calore sull’aria espulsa dagli impianti e condotti da Michele Vio, progettista e Past President AiCARR. Rivolti a progettisti termotecnici e civili, tecnici che operano in aziende di gestione e fornitura di sistemi energetici, tecnici addetti alla verifica, manutenzione e controllo del funzionamento degli impianti, i corsi operano un confronto fra la Norma UNI EN 308 “Scambiatori di calore – Procedimenti di prova per stabilire le prestazioni dei recuperatori di calore aria/aria e aria/gas” e il metodo ASHRAE per la determinazione dell’efficienza del recuperatore, illustrano i concetti di “efficienza utile” e “COP”, fondamentali per il calcolo delle prestazioni energetiche del recuperatore di calore, le principali tipologie di recuperatori, i criteri per operare una scelta corretta in funzione di fattori quali i carichi termici, il clima, la località e la tipologia di impianto, e la procedura per condurre un’analisi energetica ed economica in relazione all’impiego di un recuperatore di calore. Crediti formativi per gli ingegneri richiesti al CNI.

Il calendario:

Venerdì 27 marzo – Firenze Venerdì 24 aprile – Ancona Lunedì 11 maggio – Napoli Mercoledì 13 maggio – Palermo

A Bari il 30 marzo, “Introduzione al BIM per la progettazione impiantistica”. Richiesti crediti formativi per gli ingegneri Tutte le informazioni relative alla Formazione aziendale sono pubblicate sul sito www.aicarrformazione.org nell’area dedicata

Riunione di fine anno con la Consulta Lo scorso 17 dicembre si è svolta la tradizionale riunione di fine anno tra i Soci della Consulta Industriale di AiCARR. L’evento sarà senz’altro ricordato come uno dei più partecipati degli ultimi anni: la sala principale della sede AiCARR di Milano ha ospitato ben 30 delegati delle Aziende, venuti da tutta Italia per l’incontro. Tale partecipazione è senz’altro frutto del sempre maggiore sforzo dell’Associazione tutta, e della Giunta in particolare, nel rendere più ef ficace il dialogo, il confronto e il coinvolgimento di una compagine così importante di Soci. Il meeting ha offerto al Presidente Livio de Santoli l’occasione ideale per dare il benvenuto ai nuovi Soci entrati a far parte della Consulta Industriale. Grazie alla loro partecipazione, nel 2015 la Consulta può contare su ben 34 Aziende socie garantendo un più efficace contributo alle attività culturali statutarie. Durante l’incontro è stata presentata una sintesi delle innumerevoli attività svolte da AiCARR a livello nazionale e non solo. In tal senso il prof. de Santoli ha ricordato e riassunto quanto proposto dall’Associazione alle Istituzioni sul tema del “Testo unico sull’efficienza energetica degli edifici”, il contributo dato da AiCARR al tema della contabilizzazione energetica e sul libretto d’impianto, la collaborazione attiva con altre importanti associazioni quali ASHRAE e REHVA e, da ultimo, il coinvolgimento di AiCARR al prossimo EXPO internazionale di Milano. Luca Pauletti, in qualità di Osservatore della Consulta Industriale presso la Giunta, ha invece riassunto le opportunità proposte alla Consulta tramite l’AiCARR Journal, gli Incontri Tecnici, gli eventi particolari ed i Gruppi di Lavoro. A tal proposito sono quindi intervenuti i relativi responsabili delle varie Commissioni, quali Gabriele Raffellini (Commissione Delegati Territoriali) Piercarlo Romagnoni (Commissione Attività Culturali) e Federico Pedranzini (Commissione Comitati Tecnici). L’incontro ha visto anche il contributo di AiCARR Formazione che, tramite il suo Amministratore Michele Vio, ha anticipato le opportunità offerte dal recente accreditamento come provider per la formazione presso il Consiglio Nazionale degli Ingegneri (CNI), accanto alle altre importanti iniziative della “Scuola in pillole” e ai percorsi finanziabili per le Aziende socie. Ampio spazio è stato dato agli interventi dei delegati delle Aziende che hanno apprezzato il lavoro fatto dalla Giunta e dall’Associazione tutta e hanno proposto alcuni spunti e richieste che saranno oggetto delle prossime attività della Consulta stessa. Una giornata così partecipata non poteva concludersi senza immortalare i partecipanti in alcune foto di gruppo e terminando l’intensa mattinata con un pranzo di lavoro presso un grazioso ristorante attiguo alla sede AiCARR.

Le soluzioni di oggi per i progetti di domani…

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Fascicolo

DOSSIER MONOGRAFICO

FOCUS TECNOLOGICO

#28

Edifici per l’istruzione

#29

Edifici per la sanità

Sistemi antincendio Impianti di riscaldamento Impianti radianti Filtrazione Travi fredde

#30

Riqualificazione delle strutture ricettive

Diagnosi energetica Accumulo Biomasse Sicurezza Ventilazione Sistemi ibridi

#31 Il risparmio nella pubblica

amministrazione

Ispezioni Pompe di calore Contabilizzazione Generazione distribuita #33 La riqualificazione degli Recupero impianti nei condomini Gestione degli impianti Il comfort nei VRF #34 microambienti: i mezzi di Misure e collaudi Qualità ambientale trasporto Strategie di ottimizzazione Catena del freddo #35 energetica nelle strutture Monitoraggi e regolazioni Fonti rinnovabili per il commercio #32

#25

RISCALDAMENTOENERGIA ISSN:2038-2723

Organo Ufficiale AiCARR

APE SOTTO CONTROLLO BUILDING AUTOMATION OTTIMIZZARE I CONSUMI NEL CAMPUS UNIVERSITARIO MODELLAZIONE ENERGETICA PER IL SISTEMA-EDIFICIO MONITORAGGIO NEGLI EDIFICI STORICI CASE STUDY REGOLAZIONE DI UNA CENTRALE FRIGORIFERA SUPERVISIONE CENTRALIZZATA PER APPLICAZIONI HVAC/R GESTIRE L’EFFICIENZA CON LA SYSTEM INTEGRATION UPGRADE DI UN IMPIANTO FLUSSIMETRI, COME SCEGLIERLI

BUILDINGSISTEMI MANAGEMENT VRF

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

LA RIVISTA PER I PROFESSIONISTI DEGLI IMPIANTI HVAC&R

ANNO 5 - GIUGNO 2014

I SEGRETI DI PALAZZO ITALIA NZEB DAVVERO REPLICABILE HVAC E CONTROLLO DEL FUMO INTEGRATI CONCRETE COOL PER LA DISTRIBUZIONE DELL'ARIA DENTRO LA FABBRICA DEGLI F35 RICERCA NUOVE GIUNZIONI VTTJ TEST SUL CAMPO PORTATA VARIABILE O RADIANTE? ROOFTOP A CO2

VAV SystemVAV Sistema Cooling Towers 3%

Air Handlers 30%

Cooling Pumps Towers 7% 3%

Radiantradiante System Sistema

Chillers 60%

Pumps 13%

Air Handlers 13%

Chillers/DX Unit 71%

CASE HISTORY SISTEMI SDHV PER IL RESIDENZIALE TELERISCALDAMENTO PER RAFFREDDARE

IMPIANTI PER EXPO POMPE DI CALORE E VAV

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

REFRIGERAZIONE

LA RIVISTA PER I PROFESSIONISTI DEGLI IMPIANTI HVAC&R

ANNO 5 - SETTEMBRE 2014

TUTTO VARIABILE IN CENTRALE RECUPERO DI CALORE

Domande e risposte

TAVOLA ROTONDA D.LGS 102 SULL’EFFICIENZA CASE STUDY

Cogenerazione in piscina Continuous commissioning per il campus universitario Regolazione automatica della climatizzazione in palestra Involucro solare per lo stadio di Brema

DEMAND CONTROLLED VENTILATION INNOVAZIONI GLI SVILUPPI DELL’ASSORBIMENTO CLIMATIZZAZIONE ELIOASSISTITA

CENTRI SPORTIVI PRODUZIONE FREDDO

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

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ANNO 5 - MARZO-APRILE 2014

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REFRIGERAZIONE EURO15

LINEE GUIDA AICARR DIAGNOSI ENERGETICA EFFICIENZA NEGLI EDIFICI STORICI PROGETTARE LA DIFFUSIONE DELL’ARIA RADIANTE NELLE CHIESE CASE STUDY POMPE DI CALORE IN EDIFICI MONUMENTALI CENTRALE FRIGORIFERA PER IL MUSEO IMPIANTO AD ANELLO CON ACQUA DI LAGUNA BILANCIAMENTO NEI SISTEMI DI RAFFREDDAMENTO IDRONICI

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ANNO 5 - FEBBRAIO 2014

CONDIZIONAMENTO

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RISCALDAMENTOENERGIA ISSN:2038-2723

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AMBIENTE

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LA RIVISTA PER I PROFESSIONISTI DEGLI IMPIANTI HVAC&R

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Centri sportivi e polifunzionali

Impianti per EXPO

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Building management e telegestione

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Microcogenerazione e trigenerazione

Il più aggiornato gestionale tecnico europeo per installatori e manutentori di impianti di climatizzazione estiva e invernale

APPARECCHIATURE REFRIGERANTI

LIBRETTO D’IMPIANTO

Gestione integrata di impianti che contengono gas refrigeranti a forte impatto ambientale

Tutta la documentazione tecnica per la Regione in cui operi

Creazione della documentazione tecnica necessaria

Redazione del libretto di impianto e dei rapporti di efficienza energetica senza elaborazione di formule

Scadenziario dell’attività specifica e delle registrazioni obbligatorie

Archiviazione elettronica, stampa di singole pagine o dell’intero libretto

Gestione delle attrezzature, strumentazioni e personale abilitato

Firma digitale direttamente in cantiere

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Gestione completa delle anagrafiche dei clienti e degli impianti

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Archivio con i dati degli impianti e storico degli interventi e delle manutenzioni programmate, direttamente in cantiere

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Condizionamento, raffreddamento di centri di calcolo, pompe di calore o processi di refrigerazione