CALCOLO DEL FABBISOGNO ENERGETICO PER ACQUA CALDA SANITARIA

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1 CALCOLO DEL FABBISOGNO ENERGETICO PER ACQUA CALDA SANITARIA

2 In base alla procedura descritta dalla norma UNI TS Parte 2 il calcolo del fabbisogno di energia primaria per l'acqua calda sanitaria si ottiene determinando in partenza il Fabbisogno di energia termica netta necessaria a riscaldare una determinata d'acqua fino alla temperatura di erogazione desiderata. Convenzionalmente si assume come temperatura di erogazione il valore di 40 C, mentre la temperatura d ingresso al sistema impianto 15 C. Il calcolo avviene su base mensile e per conoscere il fabbisogno utile annuale occorrerà sommare i contributi mensili.

3 Il fabbisogno di energia termica netta Q h,w è dato dall'equazione: Q h,w = ρ c V w (θ er θ 0 ) G [Wh] ρ è la massa volumica dell'acqua = 1000 kg/m 3 ; c V w T er T 0 G è il calore specifico dell'acqua =4.184 Wh/(kg K); è il volume di acqua calda giornaliero richiesto [m 3 /G]; è la temperatura di erogazione dell'acqua [ C]; è la temperatura d'ingresso dell' acqua fredda [ C]; è ii periodo di calcolo [G].

4 Il parametro V w corrispondente al volume d'acqua richiesto è dato dalla formula: V w =a N u 10 3 [m 3 /G] a N u è il fabbisogno giornaliero specifico espresso in [l/g]; è un valore che dipende dalla categoria dell'edificio e assume valori diversi in caso di edificio ad uso residenziale o diverso dal residenziale. Nel caso di edifici ad uso abitativo il valore di N u corrisponde al valore della superficie utile dell' edificio stesso espresso in m 2. Il valore a invece si ricava dal Prospetto 12 della norma UNI TS Parte 2 ed il suo valore è calcolato prendendo a riferimento i parametri convenzionali.

5 Nel caso di edifici ad uso diverso da quello abitativo i valori di N u ed a sono in funzione del consumo giornaliero e dei giorni effettivi di occupazione. I valori si ricavano dal Prospetto 13 della norma UNI TS

6 Criteri e metodo di calcolo Il sistema impianto per la produzione acqua calda sanitaria si comporta allo stesso modo dell'impianto di riscaldamento. Viene suddiviso in sottogruppi o sottosistemi ecalcolate le perdite (o rendimento) per valutarne l'efficienza. sottosistema di erogazione (pedice gn); sottosistema di distribuzione (pedice d); sottosistema di accumulo (se esiste) (pedice s); sottosistema di generazione (pedice er).

7 Perdite del sottosistema di erogazione Il Fabbisogno di energia in ingresso al sottosistema di erogazione è dato da: Q er,w,in =Q h,w + Q l,w,er = Q d,w,out [Wh] Q h,w Q l,w,er Q d,w,out è il fabbisogno di energia termica netta per acqua calda; è il valore delle perdite del sistema di erogazione; è il valore dell'energia in uscita dal sottosistema di distribuzione.

8 Le perdite Q l,w,er sono considerate tutte non recuperabili e dell'ordine del 5%. Il rendimento del sottosistema di erogazione dunque è considerato convenzionalmente del 95% e non sono previsti fabbisogni di energia elettrica. Le perdite di erogazione Q l,w,er si calcolano con la formula: Q l,w,er = Q h,w (1 η W,er )/η W,er [Wh] η W,er è il rendimento del sottosistema di erogazione

9 Perdite del sottosistema di distribuzione Il Fabbisogno di energia in ingresso al sottosistema di distribuzione è dato da: Q d,w,in =Q d,w,out + Q l,w,d = Q gn,w,out [Wh] Q d,w,out Q l,w,d Q gn,w,out è il valore dell energia in uscita dal sottosistema di distribuzione; è il valore delle perdite del sistema di distribuzione; è il valore dell'energia in uscita dal sottosistema di generazione.

10 Il rendimento del sottosistema di distribuzione è fornito dal rapporto tra energia in uscita ed energia in ingresso al sottosistema stesso: η d,w = Q d,w,out /Q d,w,in Le perdite di distribuzione Q l,w,out si calcolano tramite il calcolo dettagliato descritto nell' Appendice A della UNI TS Parte 2 qualora vi sia un sistema di distribuzione con pompa di ricircolo. In assenza di ricircolo, si possono utilizzare i valori del Prospetto 30 della stessa norma, che fornisce i coefficienti di perdita f l,w,d e coefficienti di recupero f rh,w,d.

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12 Le perdite di distribuzione Q l,w,d risulteranno allora date da: Q l,w,d = (Q h,w / η w,er ) f l,w,d [Wh] Le perdite recuperate invece Q lrh,w,d = Q l,w,d f rh,w,d [Wh]

13 Perdite di generazione bisogno di energia in ingresso al sottosistema di generazione è dato da: Q W,c =Q gn,w,n = Q gn,w,out + Q l,w,gn [Wh] Mentre il calcolo delle perdite di generazione sono determinate dall equazione: Q l,w,gn = (1 η W,gn )/η W,gn Q d,w,in

14 Per procedere al calcolo del rendimento del sistema di generazione bisogna analizzare i diversi tipi d'impianto esistenti. La produzione di acqua calda sanitaria può avvenire con la realizzazione dei seguenti impianti: 1. impianto indipendente dal riscaldamento, esclusivamente per la produzione di ACS con proprio generatore di calore: 2. impianto combinato riscaldamento/acs: 3. scaldacqua autonomo.

15 Il sistema al punto 1 può essere centralizzato, cioè servire più unità immobiliari, o autonomo, ovvero servire una sola unità. Nel caso di sistema centralizzato il rendimento del sistema di generazione sarà dato dall'equazione: η gn = Q h,w /Q p,w Nel caso di sistema autonomo i valori di rendimento di generazione sono forniti dal certificato del prodotto, se disponibile oppure da valori tabellari dati dal Prospetto 31 della UNI TS Parte 2.

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17 Il rendimento di generazione del sistema al punto 2 si calcola suddividendo l anno no in due periodi: a) stagione di riscaldamento in cui il fabbisogno di acqua calda sanitaria si somma al fabbisogno di riscaldamento; b) resto dell'anno nel quale il fattore di carico è determinato dai soli fabbisogni per l'acqua calda sanitaria. I valori di rendimento di generazione sono forniti dal certificato del prodotto oppure i dati del Prospetto 31 della UNI TS Parte2. In questo caso, si possono usare i valori forniti e certificati

18 Calcolo del fabbisogno di Energia Primaria Il fabbisogno complessivo di energia primaria per la produzione di acqua calda sanitaria è dato da: Q W,c,i f p,i Q W,aux Q p,w = Q W,c,i f p,i + Q W,aux f p,el [Wh] è il fabbisogno di energia per la produzione di ACS per l'i esimo vettore energetico (combustibili, energia elettrica, ecc,); è il fattore di conversione in energia primaria dell'i esimo vettore energetico è il fabbisogno di energia elettrica per ausiliari degli impianti per la produzione di ACS ; f p,el è il fattore di conversione in energia primaria dell'energia ausiliaria elettrica (2.49 kw ht /kw he ).

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