COSTRUIRE IN CLASSE A+ CON IMPIANTO A PANNELLO RADIANTE E POMPA DI CALORE

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1 COSTRUIRE IN CLASSE A+ CON IMPIANTO A PANNELLO RADIANTE E POMPA DI CALORE Scopo del presente approfondimento è quello di spiegare i vantaggi energetici ed economici di utilizzare una pompa di calore aria/acqua abbinata ad un impianto a pannelli radianti, integrati da più fonti energetiche rinnovabili. Il principale risparmio energetico si ottiene isolando correttamente l edificio e progettandolo architettonicamente affinchè possa sfruttare al massimo tutti gli apporti gratuiti e tutte le tecnologie rinnovabili. Proveremo, in termini più semplici possibili, ad effettuare una valutazione dell'intervento sia a livello energetico che economico che permetta di individuare le spese di gestione che dovremo affrontare nel primo ventennio dal momento dell ultimazione dell'immobile. L intervento riguarda l edificazione di 3 blocchi comprendenti 7 appartamenti ciascuno per un totale di 21 appartamenti ed una superficie di circa mq. Partiamo definendo più specificamente cosa è la classe A+. Cosa è la classe A+ Gli edifici a basso consumo energetico, coniugano comfort abitativo a risparmio energetico, collocandosi all interno di una specifica classe energetica in base a quanto combustibile consumano all'anno per ogni metro quadro di superficie riscaldata. La classificazione energetica degli edifici consente pertanto di attribuire alle abitazioni una classe, dalla più virtuosa energeticamente, e quindi economicamente, alla più dispendiosa. I parametri per rientrare nella classe A+ sono variabili e dipendenti dalla zona climatica, dalla forma dell edificio, dalla destinazione d uso, dall isolamento delle strutture, dal rendimento degli impianti. Nel nostro caso, prendendo in esame un abitazione tipo delle 21 previste, vediamo come per rientrare nei parametri minimi previsti attualmente dalla Legge (classe C riga rossa nel

2 grafico) per le nuove edificazioni, il fabbisogno di energia annuo non deve essere superiore a 67,72 kwh a mq, che per rientrare nella classe A+ il fabbisogno massimo si debba ridurre a 21,43 kwh/mq anno e come nel caso in esame il valore risulti di 17,66 kwh/mq anno; in pratica il fabbisogno dell'abitazione presa in esame risulterà inferiore del 74% rispetto ai minimi di Legge. Cosa è un impianto solare termico? E' un impianto che tramite dei pannelli solari piani traduce l'irradianza solare ovvero il calore proveniente dal sole in acqua calda che a sua volta, tramite una tubazione, va a riscaldare in un boiler l'acqua calda proveniente dall'acquedotto che poi andremo ad utilizzare per uso sanitario all'interno delle abitazioni. Cosa è un impianto fotovoltaico E' un impianto che tramite dei pannelli fotovoltaici piani in silicio traduce la luce proveniente dal sole in energia elettrica a corrente continua; successivante tale corrente viene trasformata da continua in alternata da apparecchiature dette inverter e può così essere utilizzata direttamente del condominio o delle abitazioni (per riscaldamento, illunimazione, Tv, lavatrici, pompe ecc.) o, in caso sia esuberante, può essere ceduta alla rete elettrica con conseguente introito relativo al corrispettivo. In caso contrario, se c'è una carenza di produzione, come nelle ore notturne o di scarsa luminosità esterna, ne può essere acquistata la parte mancante. Questa metodologia viene definita scambio sul posto e, dal punto di vista economico, oltre alla differenza fra costi e ricavi generati dall'acquisto e dalla vendita di energia elettrica, va aggiunto un contributo che viene erogato dal GSE per un ventennio su tutta l'energia prodotta sia essa ceduta che autoconsumata. I pannelli hanno un deperimento durante il loro ciclo di funzionamento; quelli installati sono garantiti per un calo di rendimento massimo del 10% rispetto al momento di installazione dopo 10 anni di vita ed un calo massimo del 20% al 25 anno di vita. In tutti i calcoli che seguono il rendimento dei pannelli è stato valutato al 10 anno di vita e quindi i risultati prospettati saranno i medi nel ventennio. Dati energetici di partenza Considerando di riscaldare gli ambienti ad una temperatura interna costante di 20 C il fabbisogno energetico utile annuo globale, comprensivo di perdite per trasmissioni delle strutture, di ricambi di aria per ventilazione e degli apporti gratuiti interni ed esterni, è risultato pari a kwh annui. Tale valore non prende in considerazione il rendimento del sistema elettrico nazionale. Impianto per la produzione del calore ad uso riscaldamento L impianto centralizzato è alimentato da 2 pompe di calore aria/acqua ciascuna di potenza nominale pari a 47,5 kw poste in cascata e sufficienti a coprire il fabbisogno istantaneo degli edifici massimo previsto in 78 kw. Saranno poi predisposte delle diramazioni verso i tre blocchi all interno dei quali, in apposito locale, verranno a sua volta a diramarsi delle tubazioni a servizio dei singoli appartamenti che daranno la possibilità sia di effettuare una regolazione autonoma per ogni singolo ambiente sia di suddividere i costi di gestione in funzione dei reali consumi.

3 Nelle abitazioni saranno predisposti dei pannelli radianti a pavimento del tipo Minitec della Uponor che consentiranno il massimo del comfort, uniformità di riscaldamento dei locali, un tempo di riscaldamento breve grazie al ridotto spessore del massetto che contiene le tubazioni (circa 15 mm), la possibilità di utilizzare e arredare tutta la superficie dell abitazione per l assenza di elementi radianti esterni, il vantaggio dell emissione a bassa temperatura ovvero le massime prestazioni a livello energetico dell impianto. I bagni saranno integrati con radiatori anch essi funzionanti a bassa temperatura, mentre verrà realizzato anche un impianto di condizionamento con ventilcovettori ad acqua refrigerata che non è peraltro oggetto della presente trattazione. Dal punto di vista energetico per sopperire alle richieste degli edifici ( kwh annui), dato l elevato rendimento medio stagionale delle pompe di calore, saranno necessari solo kwh di energia elettrica. Impianto fotovoltaico condominiale Il condominio verrà dotato di un impianto fotovoltaico condominiale posto su pensiline utilizzate per il parcheggio esterno di autoveicoli. Verranno installati moduli in silicio policristallino per una potenza nominale pari a 19,800 kwp per una superficie di circa 140 mq da cui è attesa una produzione media annua durante il ventennio pari a kwh. Per i consumi elettrici di tipo condominiale (ascensore, illuminazione aree esterne, parcheggio interrato, vano scale, cancello elettrico, pompe per lo svuotamento dell interrato) valutiamo un consumo annuo di kwh. In sostanza il consumo annuo del condominio per riscaldamento e consumo elettrico condominiale sarà pari a kwh ( ) e l impianto fotovoltaico sarà capace di contribuire per 75 % dei consumi. Dal punto di vista economico parte dell energia prodotta dall impianto fotovoltaico sarà direttamente utilizzabile e parte sarà invece ceduta alla rete elettrica per poi essere acquistata nei momenti di sottoproduzione (vedi le ore notturne). Se ipotizziamo che solo il 50% dell energia prodotta sia direttamente utilizzabile otteniamo: Ricavo da energia ceduta alla rete: kwh x 50% x 0,11 a kwh = Costo per energia acquistata dalla rete: ( kwh kwh x 50%) x 0,20= Consideriamo che l impianto venga allacciato nel periodo I Semestre 2012 e che il contributo da parte del Gestore Servizi Elettrici valido per venti anni sia pari a 0,233 per kwh prodotto; ciò genera un contributo anno pari a: kwh x 0,233 = annui Infine occorrerà considerare un costo relativo alla manutenzione ordinaria e straordinaria dell impianto valutabile in circa annui. Riepilogando a livello economico si genera un utile medio nel ventennio pari a: = Produzione di acqua calda per usi sanitari Ogni blocco produrrà autonomamente acqua calda per usi sanitari. Verrà installata una caldaia murale a condensazione alimentata a gas metano di rete di potenza al focolare pari a 35 kw che a sua volta andrà a riscaldare l acqua contenuta in un boyler da lt dal quale attingeranno i singoli appartamenti. Tali boylers, oltre alle caldaie prese in esame, avranno il supporto di 43,2 mq. di pannelli solari termici anch essi disposti su

4 pensilina a servizio degli autoveicoli con i quali valutiamo di coprire il 50% del fabbisogno annuo delle richieste dei condomini. Inoltre, per evitare lunghi tempi di attesa, andiamo a predisporre una rete di ricircolo dell acqua sanitaria fra il boiler e l ingresso di ogni abitazione che ipotizziamo, per evitare sprechi, che sia funzionante per 17 ore giornaliere (viene in sostanza disabilitato fra le 24 e le 7 del mattino ma tale settaggio può essere liberamente deciso dai condomini e non varia sostanzialmente il risultato finale dell analisi). Valutando il consumo secondo una media giornaliera di 150 litri per appartamento a 40 C e che gli stessi, come detto, per la metà provengano dalla produzione dell impianto solare, sarà necessaria energia residua per kwh annua per l intero complesso comprensivo di consumi globali incluso il ricircolo o, in altri termini: Consumi di gas metano di rete mc x 0,7 al mc = annui Consumi elettrici 838 kwh x 0,2 al kwh = 168 annui Riepilogando per la produzione di acqua sanitaria l intero complesso spenderà: = annui Impianto fotovoltaico a servizio dei singoli appartamenti Ogni appartamento sarà infine dotato di un impianto fotovoltaico singolo posto sulla copertura dell edificio. A causa dell esposizione delle falde verranno utilizzati moduli in silicio amorfo per una potenza nominale pari a 1,21 kwp cadauno da cui è attesa una produzione media annua durante il ventennio pari a kwh. Per i consumi elettrici del singolo appartamento (illuminazione, lavatrici, lavastoviglie, TV, forno ecc. con elettrodomestici in classe A+) per una famiglia di 3 persone si considera un consumo annuo di kwh e l impianto fotovoltaico sarà capace di contribuire per il 48,4% dei consumi previsti. Se ipotizziamo che solo il 80% dell energia prodotta sia direttamente utilizzabile otteniamo: Ricavo energia ceduta alla rete: kwh x 20% x 0,11 a kwh = 26,62 Costo energia acquistata dalla rete: (2.500 kwh kwh x 80%) x 0,20 = 306,40 Consideriamo che l impianto venga allacciato nel 1 semestre 2012 e che il contributo da parte del Gestore Servizi Elettrici per venti anni sia pari a 0,274 per kwh prodotto; ciò genera un contributo anno pari a: kwh x 0,274 = 331,54 annui Infine occorrerà considerare un costo relativo alla manutenzione ordinaria e straordinaria dell impianto valutabile in circa 50 annui. Riepilogando a livello economico si genera un utile medio nel ventennio pari a: 331, ,62 306,40 50 = 1,76 per appartamento ovvero un sostanziale pareggio Riepilogo finale In sostanza abbiamo fatto una valutazione sull intervento che vuol analizzare a livello globale (per tutti e 21 gli appartamenti) i costi di gestione a livello energetico. Essendo presenti più impianti fotovoltaici la valutazione è stata fatta basandoci sulle produzioni del decimo anno di vita quando si ottengono i valori medi di produzione nel ventennio ed il contributo GSE del periodo 1 semestre 2012.

5 Sono inclusi: consumi per riscaldamento invernale, consumi elettrici condominiali, consumi elettrici degli appartamenti, produzione di acqua calda sanitaria comprensiva di ricircolo. Sono esclusi: consumi relativi al condizionamento estivo, consumi per cottura cibi (entrambi dettati da un uso strettamente personale e quindi difficilmente valutabili a priori), tutti i gravami che sulla bolletta dell energia elettrica e del gas non sono direttamente riconducibili all acquisto di energia. Descrizione Differenza fra energia necessaria e energia prodotta (kwh annui) % di energia autoprodotta annui di utile Impianto riscaldamento ambienti ed energia elettrica ad uso , condominiale Produzione acqua calda sanitaria , Uso elettrico singoli appartamenti ,4 0 Saldo finale ,2-974 In conclusione il condominio autoproduce per il 48% dell energia globale utilizzata a costo vicino a zero (incidenza 46 annui ad appartamento basato sul rendimento dell impianto al 10 anno dalla sua messa in funzione ed ai costi odierni dell energia).

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