IMPIANTI IDRAULICI. PRESTAZIONI DELLE POMPE DI CALORE - Capitolato

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1 IMPIANTI IDRAULICI Breve storia delle pompe di calore È una storia che, in pratica, ha inizio solo con la crisi petrolifera del 1973 che portò i costi dei combustibili a livelli molto elevati. Fu questa crisi a ben evidenziare che, in certi casi, può convenire derivare calore da una sorgente fredda piuttosto che produrlo direttamente: cioè che può convenire usare una pompa di calore piuttosto che una caldaia. Le pompe di calore si diffondono tuttavia in modo significativo solo dopo i primi anni del 2000: vale a dire solo quando, oltre al problema del costo dei combustibili, cominciano ad entrare in gioco anche i problemi ambientali: problemi connessi al fatto che bruciando i combustibili si immettono nell atmosfera polveri sottili e sostanze tossiche pericolose per la nostra salute e quella del nostro pianeta. E tutto ciò ha indotto, e sta inducendo, diversi Paesi ad incentivare l uso di impianti (per climatizzare ambienti e produrre acqua calda) alternativi a quelli con combustibili. PRESTAZIONI DELLE POMPE DI CALORE - Capitolato L efficienza di una pompa di calore, nel funzionamento a freddo è misurata dall Indice di efficienza Elettrica EER (Energy Efficiency Ratio), mentre nel funzionamento a caldo è misurata dal Coefficiente di Resa COP (Coefficient Of Performance) che è il rapporto tra l energia prodotta (calore ceduto all ambiente da riscaldare) e l energia elettrica consumata per far funzionare la macchina. Sia l EER che il COP sono mediamente prossimi al valore 3. Questo significa che per un kwh di energia elettrica consumato, la pompa di calore cederà 3kWh d energia termica all ambiente da riscaldare; uno di questi è fornito dall energia elettrica consumata e gli altri due sono prelevati dall ambiente esterno. Tenendo conto che l energia prelevata dall ambiente esterno è gratuita, e che l energia elettrica è prodotta, mediamente, con un rendimento del 36%, possiamo dire che il rendimento complessivo della pompa di calore è di circa il 110%. Questo valore è sensibilmente più alto dei migliori impianti a caldaia tradizionale che hanno rendimenti intorno al 90%. L EER e il COP saranno tanto maggiori quanto minore è la differenza di temperatura tra l ambiente da riscaldare e la sorgente di calore. Essi hanno valori prossimi a 3 quando viene utilizzata aria esterna a temperature non inferiori ai 7 C. Al di sotto dei 2 C le prestazioni della pompa di calore decadono significativamente. SORGENTI DI CALORE UTILIZZABILI Per alimentare il lato freddo delle pompe di calore si possono utilizzare diversi tipi di sorgente. La scelta dipende essenzialmente dai seguenti aspetti e fattori: le caratteristiche dell ambiente esterno, le possibili limitazioni d ordine normativo, le prestazioni richieste, il costo dell impianto, i tempi di ritorno del maggior investimento.

2 Di seguito esamineremo le sorgenti normalmente utilizzate e le loro caratteristiche principali. ARIA Come sorgente di calore può essere utilizzata sia l aria esterna sia l aria interna di ricambio. L aria esterna è sempre disponibile, non richiede mezzi di captazione costosi e per il suo uso non servono autorizzazioni. ACQUA L acqua come sorgente fredda garantisce le prestazioni della pompa di calore senza risentire delle condizioni climatiche esterne. TERRENO Il terreno come sorgente fredda ha il vantaggio di subire minori sbalzi di temperatura rispetto all aria. Le tubazioni, se posizionate orizzontalmente, vanno interrate ad una profondità minima da 1m a 1,5m per non risentire troppo delle variazioni di temperatura dell aria esterna, ed è necessaria una ampia estensione di terreno, da 2 a 3 volte superiore alla superficie dei locali da riscaldare. Se invece le tubazioni vengono posizionate in modo verticale, bisogna scendere a profondità di decine di metri. In entrambi i casi si tratta però di una soluzione costosa. IMPIANTI DI RISCALDAMENTO UTILIZZABILI CON POMPE DI CALORE Abbiamo già visto che le prestazioni delle pompe di calore aumentano col diminuire della differenza di temperatura fra la sorgente fredda e il fluido caldo. Pertanto è bene riscaldare con basse temperature. In relazione a tale aspetto, i normali impianti di riscaldamento presentano i seguenti vantaggi e svantaggi: Impianti a pannelli radianti Sono impianti che consentono un buon utilizzo delle pompe di calore in quanto funzionano a basse temperature. È bene comunque abbassare il più possibile tali temperature. Il che si può ottenere adottando pannelli con piccoli interassi (10-15 cm). Impianti a radiatori Sono impianti adottabili dove non è possibile utilizzare i pannelli. Può essere, ad esempio, il caso di ristrutturazioni o di interventi di tipo conservativo. Il principale limite degli impianti a radiatori è dovuto al fatto che per poter funzionare a basse temperature richiedono soluzioni molto ingombranti. Ad esempio, se un radiatore a 80 C (temperatura media) emette kcal/h, a 45 C ne emette solo 320, il che porta a notevoli sovradimensionamenti. Un altro limite è dovuto all impossibilità di raffrescare coi radiatori. Impianti a ventilconvettori Questi impianti sono normalmente utilizzati per climatizzare uffici, negozi, alberghi, case di cura. I ventilconvettori usati con pompe di calore devono essere comunque in grado di poter funzionare a basse temperature (40-45 C). Inoltre, se installati in camere, vanno adottati modelli con ventilatori a bassa rumorosità.

3 Impianti ad aria Sono impianti che possono essere realizzati con pompe di calore aria-aria o aria-acqua. Nel primo caso la pompa di calore alimenta direttamente i canali di distribuzione interna dell aria. Nel secondo caso, invece, la pompa di calore fornisce l acqua calda che serve ad alimentare una centrale di trattamento aria. POMPA DI CALORE POLIVALENTE Le pompe di calore polivalenti, consentono di soddisfare i fabbisogni energetici dell edificio e di produzione dell acqua calda sanitaria, utilizzando le più recenti tecnologie di mercato che garantiscono elevati standard energetici di esercizio. Il sistema ecologico polivalente di nuova generazione è in grado di offrire raffrescamento, riscaldamento e acqua calda sanitaria in n modo contemporaneo o indipendente in qualsiasi stagione dell anno per un uso efficiente dell energia. Il risparmio economico è molto elevato con valori di COP superiori a 7 durante la produzione contemporanea di acqua fredda e acqua calda sanitaria. I sistemi radianti a pavimento Il sistema radiante a pavimento è un sistema di riscaldamento e raffrescamento che utilizza acqua a bassa temperatura circolante in tubi in materiale plastico annegati nello strato cementizio che supporta l usuale pavimentazione in materiale ceramico, marmo, granito, gres e legno. Il calore viene trasferito dalle tubazioni al pavimento e da questo a tutto il locale: in questo modo tutta la superficie del pavimento stesso diventa il corpo radiante. Il trasferimento termico dal pavimento all ambiente e alle superfici che ad esso si affacciano avviene mediante irraggiamento, garantendo quindi una distribuzione di temperatura ottimale. Il sistema radiante a pavimento è quello che meglio approssima la curva di temperatura ideale, in quanto fornisce una temperatura lievemente più mite a livello dei piedi e man mano più fresca salendo lungo il corpo fino alla testa. Il pavimento con sistema radiante non risulta caldo al tatto (si trova a C) ma non dà neanche la sensazione di freddo tipica dei pavimenti degli ambienti riscaldati con sistemi tradizionali e si può tranquillamente camminare scalzi.

4 COMFORT: TEMPERATURA UNIFORME, SENZA STRATIFICAZIONE E CORRENTI D ARIA Il calcolo del fabbisogno termico di un edificio deve essere effettuato considerando la struttura dell edificio stesso, il suo grado di isolamento e le dispersioni attraverso le pareti. Inoltre la richiesta di temperatura può essere diversa da ambiente ad ambiente, a seconda della sua destinazione d uso. Dopo numerosi studi sui sistemi di riscaldamento si è convenuto che il sistema a pannelli radianti correttamente dimensionato e utilizzante le moderne tecnologie fornisce al corpo umano comfort e benessere superiori rispetto ai normali sistemi di riscaldamento: si ottiene una sensazione di comfort con temperature costanti e uniformi nei vari locali. La distribuzione della temperatura in un determinato locale viene determinata dalla cosiddetta curva ideale di comfort termico, secondo la quale le zone più vicine al pavimento devono avere temperature lievemente più calde rispetto alle zone più vicine al soffitto: facendo un confronto tra le curve di comfort delle varie tipologie di sistemi di riscaldamento, si nota come la curva rappresentante il comfort derivato dal sistema radiante a pavimento sia quella che meglio approssima quella ideale. E noto che le correnti d aria, calda e soprattutto fredda, la loro velocità e l eccessiva disuniformità dalla temperatura aumentano la sensazione di malessere degli individui, incidendo di conseguenza sul loro stato di salute. VMC: ventilazione meccanica controllata - Capitolato Le nostre case per poter essere sane devono avere un ricambio d aria costante che la normativa prevede in 0,5 vol./h per gli edifici residenziali. Questo ricambio d aria fino ad oggi, derivava dall apertura delle finestre nell arco della giornata, però Quando si aprono le finestre viene espulso in modo consistente il calore prodotto dall impianto di riscaldamento, con un impatto pesante sul consumo energetico. Con un impianto di ventilazione, il ricambio dell aria é costante e gestito permettendo di avere sempre un aria sana, eliminando odori ed inquinanti, ed eliminando l immissione nell abitazione dell inquinamento esterno e dei rumori presenti all esterno. Inoltre la ventilazione elimina i rischi di muffe e condense derivanti dall isolamento delle pareti e degli infissi che limitando le dispersioni dovute al passaggio d aria rendono la casa stagna. L aria viziata estratta dall appartamento riscaldato, prima di essere espulsa all esterno, attraversa uno scambiatore dove cede il suo calore all aria immessa dall esterno nell abitazione. Quest ultima prima di essere immessa nell abitazione, passando nello scambiatore, viene filtrata e recupera oltre il 90% del calore dell aria espulsa, preriscaldandosi.

5 Perché utilizzare la corrente? Il metano è un combustibile fossile come il petrolio ed il carbone; ha un potere calorifico elevato, un metro cubo di metano sviluppa 8940 Kcal e con la combustione si sviluppa CO2 ed H2O. Come sappiamo il surriscaldamento terrestre di cui tanto si parla dipende anche dalle emissioni di CO2 nell ambiente. Le riserve mondiali provate di gas naturale contengono circa miliardi di metri cubi. Tali riserve sono costituite dai giacimenti attualmente conosciuti e che possono essere sfruttati con le tecnologie disponibili traendone profitto economico. Non rappresentano tutte le risorse effettivamente esistenti nel sottosuolo, ancora sconosciute all'uomo o il cui costo di estrazione è attualmente troppo elevato. Nonostante ciò, possono dare un'utile indicazione della velocità con cui si stanno sfruttando (ed esaurendo) queste risorse. Se dividiamo il livello delle riserve oggi conosciute (le riserve provate) per il consumo mondiale annuo di gas, otteniamo che, mantenendo questo ritmo di sfruttamento, queste riserve si esauriranno nel giro di circa 68 anni. Sicuramente esistono giacimenti ancora sconosciuti che possono prolungare la vita di questo combustibile, ma quanto detto deve comunque far riflettere: il gas naturale, come il petrolio, è una risorsa destinata a finire. La corrente elettrica è una fonte di energia ecocompatibile in quanto non inquinante. La produzione di energia elettrica può avvenire in molti, tra questi il più utilizzato a livello residenziale è sicuramente il fotovoltaico. La tecnologia fotovoltaica consente di trasformare, direttamente e istantaneamente, l energia solare in energia elettrica senza l uso di alcun combustibile. La quantità di energia solare che arriva sulla superficie terrestre e che può essere utilmente raccolta da un dispositivo fotovoltaico dipende dall'irraggiamento del luogo. L irraggiamento è, infatti, la quantità di energia solare incidente su una superficie unitaria in un determinato intervallo di tempo, tipicamente un giorno (kwh/m2/giorno). Il valore istantaneo della radiazione solare incidente sull unità di superficie viene invece denominato radianza (kw/m2). L irraggiamento è influenzato dalle condizioni climatiche locali (nuvolosità, foschia ecc..) e dipende dalla latitudine del luogo, cresce cioè quanto più ci si avvicina all equatore. In Italia, l irraggiamento medio annuale varia dai 3,6kWh/m2/giorno della pianura padana ai 4,7kWh/m2/giorno del centro Sud e ai 5,4kWh/m2/giorno della Sicilia. L energia elettrica prodotta con il fotovoltaico ha un costo nullo per combustibile: per ogni kwh prodotto si risparmiano circa 250 grammi di olio combustibile e si evita l emissione di circa 700 grammi di CO2, nonché di altri gas responsabili dell effetto serra, con un sicuro vantaggio economico e soprattutto ambientale per la collettività.

6 Al contrario di quanto si possa pensare, viste le nuove tecnologie costruttive delle macchine elettriche per riscaldare, e visti i costi dell energia elettrica e del metano, si ha un risparmio utilizzando la corrente come forma di energia primaria. Confronto di consumi per diverse tipologie di combustibili a parità di "calore" prodotto * Combustibile P.C.I.* * Costo metano 9,70 0,75 /m 3 Impiantom con caldaia a condensazione Gpl 6,30 0,80 /l Impiantom con caldaia a condensazione Gasolio 9,60 1,10 /l Impianto con caldaia pressurizzata multistadio Energia elettrica 0,20 /kw Tipologia di impianto Pompa di calore polivalente aria/acqua * Il confronto è basato su una produzione di calore di Kcal rendimento ncentrale termica consumo costo combustibile 100% 119,9 89,93 100% 184,6 147,68 87% 139,2 153,12 C.O.P Esempio 3,2 363,4 72,68 **P.C.I.=Potere calorifico inferiore: l energia contenuta in ciascun combustibile (kw per unità di misura) Impianto centralizzato ma autonomo - capitolato Gli impianti centralizzati di nuova concezione, sono sistemi con un più alto rendimento e di conseguenza con consumi più ridotti. L obiezione che si potrebbe fare riguarda la suddivisione dei costi di gestione, la possibilità di accenderlo con orari diversi da quelli condominiali e soprattutto con temperature differenti. La risposta a tutto questo è la contabilizzazione del calore. Il sistema di contabilizzazione Plurimod, consente di rendere autonomi gli appartamenti collegati ad un impianto centralizzato. Il sistema è in grado di contabilizzare il consumo di termie, frigorie, acqua calda sanitaria e acqua fredda sanitaria. Il termostato ambiente va ad agire direttamente sulla valvole di apertura posta all interno del contabilizzatore, ciò permette di utilizzare il proprio impianto di riscaldamento e raffrescamento con orari e temperature autonomi, pagando solo il reale consumo. Tutti i dati raccolti vengono inviati ad un centralizzatore, posto nel locale tecnico, da dove si scaricano.

7 Sanitari - capitolato I sanitari sono della ditta Duravit serie D-Code modello sospeso.

8 Rubinetteria - capitolato L'acqua è una risorsa straordinaria, un dono della natura. Fratelli Frattini ha saputo cogliere questo valore creando una nuova filosofia produttiva sensibile all'ambiente e alla qualità della vita realizzando la nuova linea Pura. Pura sposa questa nuova visione coniugando, ricerca estetica, tecnologica e dei materiali, differenziandosi dagli altri rubinetti in tutto il suo ciclo produttivo, a partire dalla materia prima per arrivare alla cromatura trivalente con totale assenza di nichel, permettendo di avere rubinetti anallergici e completamente atossici SENZA RILASCI DI PIOMBO. Pura contribuisce anche al risparmio d'acqua, che è garantito da nuovissimi aeratori, che limitano il flusso idrico nei rubinetti, pur garantendo un getto uniforme, gradevole e funzionale. La nuova creazione di Fratelli Frattini è ecologica anche nella sua fase produttiva. Le sue linee di produzione infatti, rispettano i più alti standard internazionali per qualità ed ecologia. Monocomando per lavabo Monocomando per bidet Monocomando esterno per doccia Caratteristiche. Anallergico totale assenza di Nichel Atossico nessun rilascio di piombo nell'acqua Ecologico l'utilizzo di un processo di Cromatura trivalente ECOCOMPATIBILE e di altissima resistenza. Il supporto di comunicazione e dil packaging sono stati progettati e realizzati con materiale riciclato e naturale Risparmio Idrico il flusso d'acqua è limitato a 5 litri al minuto