1 PREMESSA 2 NORMATIVA DI RIFERIMENTO

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1 1 PREMESSA La presente relazione tecnica ha come scopo quello di illustrare, visto lo stato attuale dell edificio da destinare a Turismo Sociale, sito in Linguaglossa, S.P. 59/IV, di proprietà del Comune di Lingualgossa, le scelte progettuali adottate per la realizzazione dell impianto di condizionamento e di produzione dell acqua sanitaria dello stesso. 2 NORMATIVA DI RIFERIMENTO La progettazione dell impianto a servizio dell edificio è stata eseguita nel rispetto della normativa vigente, di seguito riportata: D.M : "Capitolato programma tipo per impianti di riscaldamento e condizionamento "; Circolare Ministero Lavori Pubblici del 22 Novembre 1974, n 13011: Requisiti fisico-tecnici per le costruzioni edilizie ospedaliere. Proprietà termiche, igrometriche, di ventilazione e di illuminazione; D.M : "Norme di sicurezza per apparecchi contenenti liquidi caldi sotto pressione". - Specifiche tecniche emanate dall'i.s.p.e.s.l., raccolta R/82; D. Lgs. 192/2005 e D. Lgs. 311/2006 : Attuazione della direttiva 2002/91/CE relativa al rendimento energetico nell'edilizia; D.M. 37/2008: Disposizioni in materia di impianti negli edifici ; D.P.R. 59/2009 : Regolamento di attuazione dell'articolo 4, comma 1, lettere a) e b), del decreto legislativo 19 agosto 2005, n. 192, concernente attuazione della direttiva 2002/91/CE sul rendimento energetico in edilizia ; D.lgs n 28: Recepimento Direttiva 2009/28/Ce sulla promozione dell uso dell energia da fonti rinnovabili. Norme UNI: UNI Riscaldamento degli edifici - calcolo del fabbisogno di energia, attuativa dell'art.8, comma 3; UNI Riscaldamento e raffrescamento degli edifici - trasmittanza termica dei componenti edilizi finestrati, strumentale per l'applicazione della UNI 10344; UNI Riscaldamento e raffrescamento degli edifici - scambi di energia termica tra terreno ed edificio - metodo di calcolo, strumentale per l'applicazione della UNI 10344; UNI Riscaldamento e raffrescamento degli edifici - energia termica scambiata tra una tubazione e l'ambiente circostante - metodo di calcolo, strumentale per l'applicazione della UNI 10344; UNI Riscaldamento degli edifici - rendimento dei sistemi di riscaldamento - metodo di calcolo, attuativa dell'art.5, comma 2; UNI Riscaldamento degli edifici - dati climatici, strumentale per l'applicazione della UNI 10344; UNI Materiali da costruzione - valori della conduttività e permeabilità al vapore, strumentale per l'applicazione della UNI 10344; UNI Metodo di calcolo della temperatura interna estiva; UNI Riscaldamento degli edifici - fabbisogno energetico convenzionale normalizzato - metodo di calcolo, attuativa dell'art.8 comma 3; UNI/TS :2008 "Prestazioni energetiche degli edifici - Parte 1: Determinazione del fabbisogno di energia termica dell'edificio per la climatizzazione estiva ed invernale" UNI/TS :2008 "Prestazioni energetiche degli edifici - Parte 2: Determinazione del fabbisogno di energia primaria e dei rendimenti per la climatizzazione invernale e per la produzione di acqua calda sanitaria" UNI 8477: valori ed espressioni da utilizzare per il calcolo dei dati astronomici relativi a declinazione solare, angolo orario del tramonto astronomico. La radiazione solare globale al suolo in Italia (media ) edito dall'enea per i valori di radiazione globale al suolo nell'area di Catania Comune di Linguaglossa dicembre

2 3 DESCRIZIONE DELL IMPIANTO L edificio non è dotato di impianto di riscaldamento e/o condizionamento (ad eccezione di due camini esistenti nelle sale comuni a piano terra. Pertanto il progetto prevede la realizzazione di un nuovo impianto di condizionamento degli ambianti di tipo centralizzato. In particolare si prevede l istallazione di un impianto integrato costituito da un generatore a pompa di calore di tipo Aria/Acqua con ventilatori assiali, compressore e pompa di circolazione integrata di tipo inverter, ventilconvettori per interno, sistema di gestione dell impianto di condizionamento e produzione di acqua calda sanitaria di tipo centralizzato ed integrato con i pannelli solari (per la produzione del 50% dell acqua calda sanitaria). I dimensionamenti delle apparecchiature sono stati eseguiti con riferimento ai seguenti dati: Condizioni climatiche esterne -Estate: Temperatura massima b.s. +33,5 C Umidità rel. 48% -Inverno: Temperatura minima convenzionale +2 C Umidità rel. 86% Condizioni climatiche interne -Estate: t= 26 C±1 - u.r. 50%±5 -Inverno: t= 20 C±1 u.r. 40%±5 Calcolo dei carichi termici Per il calcolo dei carichi termici, considerando la località la condizione peggiore è certamente quella invernale, pertanto il dimensionamento è stato effettuato sulla base dei calcoli riportati nella relazione specialistica sul risparmio energetico calcolo del fabbisogno termico dell edificio. In particolare si avrà: RIASSUNTO DISPERSIONI TERMICHE ALLOGGIO Potenza totale dei locali per dispersioni termiche per trasmissione con l esterno [W] Potenza totale dei locali compreso le infiltrazioni [W] Rapporto Dispersioni termiche/volume netto edificio [W/m 3 ] Potenza necessaria per il trattamento dell aria di ventilazione (*) 0 [W] Totale Generale (**) [W] Legenda : (*) (**) Valore utile per il dimensionamento della batteria di riscaldamento dell unità di trattamento dell aria Valore utile per il dimensionamento del generatore di calore. Questo valore è calcolato tenendo conto che la ventilazione è ricavata dallo stesso generatore che alimenta i locali, la ventilazione è composta da aria esterna (senza ricircolo). - - Il fabbisogno di produzione acqua calda sanitaria per tutto l anno [(UNI/TS )], come può evincersi dalla relazione sulla Rispondenza alle prescrizioni in materia di contenimento del consumo energetico degli edifici, ammonta a KWh. Comune di Linguaglossa dicembre

3 Sistema di produzione di acqua calda sanitaria Il sistema è accoppiato con un sistema di gestione dell impianto di condizionamento e produzione di acqua calda sanitaria di tipo centralizzato ed integrato con i pannelli solari. Il sistema di gestione può essere schematizzato come segue: Dove: 1: Sistema di gestione centralizzato; 2: Sistme di gestione ACS; 3: Pompa di calore; 4: Eventuale Resistenza integrata nel generatore; 5: Eventuale Resistenza integrata nel sistema di accumulo; 6: Sonda di temperatura serbatoio; 7: Accumulo acqua sanitaria; 8: Accumulo per reffreddamento; 9: Circolatori idraulici (integrati alla pompa di calore ed al sistema di accumulo; 10: Sistema di produzione ACS alternativo (es. Pannelli Solari). La produzione di acqua calda sanitaria sarà garantita da un duplice sistema: i pannelli solari dimensionati per garantire il 50 % del fabbisogno calcolato e la pompa di calore con ACS per la rimanente parte. Per il dimensionamento di tali collettori solari si è considerata l incidenza solare media annua su una superficie unitaria di un metro quadrato nel territorio di Linguaglossa, che è di circa 1632 KWh. Pertanto, considerando un fabbisogno di produzione acqua calda sanitaria per tutto l anno pari a KWh e che i collettori solari devono coprire il 50 % del fabbisogno e che il rendimento locale si può considerare pari al 40 %, la superficie di pannelli solari necessari sarà di: Sup= (7427:2):(1632x0.4) = 6.6 mq Considerando che la superficie utile di un pannello è di circa 2.2 mq saranno necessari n 3 collettori solari. 4 SELEZIONE TERMINALI DELL IMPIANTO Data la destinazione d uso dell edificio in tutti i locali (ad eccezione dei corridoi e dei servizi igienici in camera), saranno installati ventilconvettori, alimentati da un impianto a due tubi. La regolazione della temperatura é prevista con termostato ambiente a commutazione estiva/invernale, agente sul ventilatore del ventilconvettore. La tabella, riportata qui di seguito per comodità di consultazione, riepiloga per i singoli locali costituenti l'edificio, i parametri principali necessari per le selezione dei ventilconvettori nel funzionamento invernale. Comune di Linguaglossa dicembre

4 Locale Sup. utile (mq) Potenza termica necessaria [W] Potenza termica per ambiente [W] Potenza termica sensibile del ventilconvettore (acqua in ingresso 50 C) [W] Serie Armec FCX o equivalente Ingresso 14, , , Sala TV 32, , , Soggiorno pranzo-cucina 47, , , x24 Dis.-Bagno H 6,84 547,20 547, Lavanderia 4,55 364,00 Locale utensili 3,14 251,20 Letto H 12,68 824, , Bagno 4,69 304,85 Letto 1 14,06 913, , Bagno 1 3,68 239,20 Letto 2 13,91 904, , Bagno 2 3,89 252,85 Letto 3 21, , , Bagno 3 3,42 222,30 Letto 4 12,05 783, , Bagno 4 4,37 284,05 Letto 5 16, , , Bagno 5 4,08 265,20 Soggiorno 20, , , Totale 16834, ,00 5 DIMENSIONAMENTO DELLE RETI IDRICHE DI ALIMENTAZIONE DEI CIRCUITI VENTILCONVETTORI E RADIATORI Si passa ora al dimensionamento delle reti idriche di alimentazione dei circuiti dei radiatori e dei ventilconvettori al fine di determinare le caratteristiche delle rispettive pompe di circolazione. Il criterio di dimensionamento adottato é quello che si basa sull'assegnazione, per i vari tronchi di rete attraversati da determinate portate di acqua, di diametri della tubazione tali da determinare, per quanto possibile, perdite di carico costanti per unità di lunghezza. A tal fine si utilizzano diagrammi del tipo riportati nel manuale del termotecnico (ed. Hoepli) dai quali é possibile ricavare il diametro della tubazione e la velocità dell'acqua, una volta fissata la portata in circolazione e la perdita di carico specifica. Individuato il percorso delle tubazioni, si riparte a ritroso verso la relativa pompa di circolazione, assegnando ai tratti finali le portate d'acqua precedentemente individuate e cumulando via via le portate d'acqua risultanti dalla confluenza dei vari rami di circuito fino a individuare la portata totale di ciascun circuito. Per ogni tratto necessita quindi definire: - portata d'acqua; - diametro; - perdita di carico per metro; - velocità; - lunghezza; - numero e tipo di perdite di carico concentrate, presenti nelle tubazioni, quali curve, bruschi allargamenti o restringimenti, diramazioni o confluenze di flusso; - numero e tipo di perdite di carico dovuto a organi singolari, quali valvole di intercettazione o regolazione, accessori di impianto, batterie di scambio termico. Comune di Linguaglossa dicembre

5 Le perdite di carico in un circuito idraulico sono date dalla somma di due fattori: le perdite di carico distribuite e quelle concentrate. Questi due fattori sono a loro volta proporzionali rispettivamente alla lunghezza reale del circuito (L) ed alla perdita di carico specifica (Δp/m) secondo la relazione: L x Δp/m ed alla componente cinetica definita dalla relazione: Z x v2/2g dove: Z = coefficiente di perdita di carico concentrata v = velocità del fluido g = accelerazione di gravità (9,81 m/s2) É anche possibile valutare la perdita di carico di un circuito in termini di sole perdite distribuite introducendo il concetto di lunghezza equivalente (Le), cioè quella lunghezza virtuale di tubazione rettilinea, di pari diametro, che darebbe luogo alla medesima perdita di carico prodotta localmente da un accessorio della rete attraversato dalla portata d'acqua prevista. In letteratura esistono tabelle e diagrammi che consentono di conoscere i coefficienti di perdita (Z) o la lunghezza equivalente (Le) risultando sempre possibile passare dall'una all'altra grandezza tramite la relazione: (Δp/m) x Le = Z x (v2/2g) Applicando i concetti e la metodologia sopra descritti si ricava, per i singoli rami di ogni circuito, il valore della perdita di carico; sommando le perdite di carico dei vari rami che compongono i circuiti di alimentazione dei vari elementi terminali, si individua la perdita di carico totale di ciascun circuito inteso come l'insieme di tratti di tubazione che, partendo dalle rispettive pompe di circolazione e tornando alla centrale, raggiungono le singole utenze. Di seguito si riporta la tabella di calcolo dei singoli tratti. Ipotizzando un salto termico di 5 C ed una temperatura di esercizio di 45 C: TRATTO LOCALE LUNGH. CARICO CARICO PORTATA PORTATA PERD.SPEC. PERD.SPEC. DIAMETRO DIAMETRO [m] [kw] [kcal/h] [l/s] [kg/h] [Pa/m] [mm c.a./m] Teorico [mm] Comm. [mm] p-c , ,4 1, ,08 16,67 1, , c1-c2 4 9, ,2 0, ,64 14,71 1, , c1-r1 ingresso 6 1, ,6 0, ,92 13,89 1, , c1-r2 sala TV 5 3, , ,6 14,29 1, , c1-r3 Soggiorno-pranzo-cucina 5 2, ,2 0, ,04 14,29 1, , c1-r4 Soggiorno-pranzo-cucina 7 2, ,2 0, ,04 13,51 1, , c1-r5 Bagno H 14 1, ,6 0, ,92 11,36 1, , c1-r6 Letto H 6 1, ,6 0, ,92 13,89 1, , c2-r1 letto 1 2 1, ,6 0, ,92 13,89 1, , c2-r2 letto 2 6 1, ,6 0, ,92 12,50 1, , c2-r3 letto 3 3 2, ,2 0, ,04 13,51 1, , c2-r4 letto 4 8 1, ,6 0, ,92 11,90 1, , c2-r5 letto , ,6 0, ,92 10,87 1, , c2-r6 soggiorno-primo piano 9 1, ,6 0, ,92 11,63 1, , Comune di Linguaglossa dicembre

6 TRATTO LOCALE DIAMETRO VELOCITA' PERD.SPEC. PERD.SPEC. PERD.DIST PERD.CONCP.CONC/P.DIS P.TOT P.CIRC. P.CIRC. Comm. [mm] [m/s] [mm c.ca] [Pa/m] [Pa] [Pa] [Pa] [Pa] [mm c.a] p-c1 53 1, , , , ,12 1, ,9 c1-c2 39 1, , , , ,075 3, ,373 c1-r1 ingresso 16 1, , , , ,786 0, , ,85 4, c1-r2 sala TV 25 1, , , , ,994 1, , ,18 4, c1-r3 Soggiorno-pranzo-cucina 20 1, , , , ,082 1, , ,78 4, c1-r4 Soggiorno-pranzo-cucina 20 1, , , , ,082 1, , ,31 4, c1-r5 Bagno H 16 1, , , ,4 7096,273 0, , ,57 5, c1-r6 Letto H 16 1, , , , ,193 0, , ,26 4, c2-r1 letto , , , , ,193 2, , ,52 5, c2-r2 letto , , , , ,193 0, , ,63 5, c2-r3 letto , , , , ,95 2, , ,5 5,31975 c2-r4 letto , , , , ,193 0, , ,69 5, c2-r5 letto , , , , ,193 0, , ,8 6,48458 c2-r6 soggiorno-primo piano 16 1, , , , ,193 0, , ,72 6, Come calcolato in precedenza il circuito ventilconvettori, é caratterizzato da una portata complessiva di 1,2 l/s (4320 l/h) e perdita totale di 65 kpa. Tali valori devono essere ammessi dalla pompa di circolazione istallata nella macchina. 6. DIMENSIONAMENTO DELLA CENTRALE TERMO-FRIGORIFERA La potenza termica richiesta dal circuito ventilconvettori (Ptv) risulta : Ptv = W il salto termico (Δtv) in condizioni di progetto é pertanto di: Δtv = (21390 x 0,86)/4320= 3,96 C (ritorno impianto a 41,04 C) Il generatore che si adotta deve essere in grado di fornire prestazioni superiori a quelle richieste pertanto si prevede che abbia le seguenti prestazioni (Es. Aermec ANLI 100 HX o similari): Frequenza F1: Prestazioni massime Potenza Termica 31 kw; Potenza Frigorifera 29,43 kw; Frequenza F3: Prestazioni intermedie Potenza Termica kw; Potenza Frigorifera kw; vasi di espansione Per la definizione completa dei componenti della centrale ternofrigorifera é necessario dimensionare ora i vasi di espansione chiusi e la valvola di sicurezza. É innanzi tutto necessario definire: a) contenuti d'acqua delle varie parti costituenti l'impianto, sia per quanto attiene al funzionamento invernale che estivo. Risultano pertanto i seguenti contenuti: 1) rete ventilconvettori :726 l 2) pompa di calore :100 l Totale = 826 litri. b) La pressione iniziale assoluta dell'impianto, data dall'altezza idrostatica dello stesso in corrispondenza al punto di installazione del vaso di espansione, maggiorato di almeno 0,3 0,5 bar per sicurezza. Nel caso in esame, l'altezza idrostatica dell'impianto è 3,0 m (ventilconvettori installati a quota +4,00 e vaso di espansione in centrale termica a quota +1,00). c) Si definisce la pressione finale assoluta (Pf) dell'impianto, coincidente con quella cui é tarata la valvola di sicurezza, dipendente dalla pressione massima di funzionamento dei terminali o della pompa di calore oltre Comune di Linguaglossa dicembre

7 che della pressione idrostatica; di solito questo valore é mantenuto nei limiti di 4-5 bar assoluti (si fissa P = 4 bar). d) Si definisce il coefficiente (E) di espansione dell'acqua nel campo delle temperature di funzionamento; a tale fine si può fare riferimento alla tabella: Temperatura massima dell'acqua ( C) C E 0,001 0,005 0,009 0,013 0,018 0,023 0,029 0,035 Per il caso in esame si possono adottare i valori: per il funzionamento invernale E = 0,013 per il funzionamento estivo E = 0,005. Si calcola la capacità (V) dei vasi di espansione chiusi secondo la formula: V = (C x E)/(1 - Pi/Pf) risulta pertanto: Vi = (826 x 0,013)/(1 1/4) = 8 l La capacità dei vasi di espansione effettivamente installati dovrà eguagliare quella calcolata con una tolleranza del +/- 10%. Il calcolo del contenuto d'acqua del circuito estivo consente inoltre di valutare la necessità o meno di prevedere l'installazione di un serbatoio di accumulo, avente lo scopo di ridurre il numero di accensioni e spegnimenti del refrigeratore, assicurando così una temperatura dell'acqua di alimentazione all'impianto più costante e salvaguardando i compressori da un eccessivo numero di partenze orarie. Uno dei criteri di verifica della adeguata capacità dell'impianto é quello che fissa un minimo di 25 litri di acqua per ogni kw di potenza frigorifera disponibile al gradino più basso di parzializzazione del refrigeratore d'acqua. Nel caso in esame il refrigeratore d'acqua é dotato di un compressore tipo scroll; il contenuto di acqua minimo richiesto per l'impianto é dunque di 31x25=775 litri a fronte di un valore calcolato di 826 litri e non si rende perciò necessaria l'installazione di serbatoi di accumulo. Valvola di sicurezza Per la scelta della valvola di sicurezza é necessario ricorrere ai cataloghi di costruttori per selezionare un modello di diametro tale da scaricare, alla pressione relativa di intervento prevista di 3,0 bar, almeno la potenza termica prodotta dalla pompa di calore e cioè 31 kw. Nel caso in esame si prevede l'installazione di una valvola di diametro nominale 1/2". 7. SISTEMA DI GESTIONE E REGOLAZIONE Il sistema di regolazione dovrà consentire il controllo completo di ogni singolo componente dell impianto idronico, sia localmente che in maniera centralizzata (presso i locali tecnici) e, sfruttando la comunicazione tra i vari componenti dell impianto stesso, ne gestisce le prestazioni tenendo conto del confort dell utente finale, ma raggiungendo ciò nella maniera più efficiente possibile (parzializzazione del carico) con conseguente risparmio energetico (tipo Aermec VMF o simili).. Il sistema, attraverso la centralina di gestione che sarà collocata nella hall d ingresso, consente il controllo della rete di ventilconvettori, la pompa di calore, la produzione dell acqua calda sanitaria, accumulatori, circolatori e pannelli solari. Comune di Linguaglossa dicembre

8 Dalla centralina sarà possibile: - Identificare con un nome ciascun locale climatizzato; - Controllare ed impostare l accensione e lo spegnimento ed il set di temperatura per ogni zona; - Impostare e gestire il set di temperatura della pompa di calore; - Programmare le fasce orarie di funzionamento. Comune di Linguaglossa dicembre

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