Valutazione delle prestazioni stagionali delle macchine frigorifere nell ambito della certificazione energetica degli edifici

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1 ottobre 2012 Tecica Refrigerazioe 61 di Luigi Schibuola, Silvia Martii, Chiara Tambai Valutazioe delle prestazioi stagioali delle macchie frigorifere ell ambito della certificazioe eergetica degli edifici L evoluzioe della ormativa sulla certificazioe eergetica degli edifici ha esteso la valutazioe del fabbisogo eergetico del sistema edificioimpiato ache al codizioameto estivo. Coseguete è la ecessità di scegliere ua procedura semplificata per ua valutazioe corretta dell efficieza stagioale delle macchie frigorifere preseti egli impiati. Viee qui presetato u cofroto applicativo tra le possibili alterative el caso più impegativo che è quello delle macchie raffreddate ad aria estera. SEASONAL PERFORMANCE ASSESSMENT OF THE REFRIGERATING MACHINES IN THE MAINFRAME OF THE ENERGY CERTIFICATION OF BUILDINGS The evolutio of the legislatio o the eergy certificatio of buildigs has esteded the assessmet of the eergy requiremet of the buildig-plat system to the air coditioig. Cosequet is the exigecy to elaborate a simplified procedure for a correct evaluatio of the seasoal efficiecy of the refrigeratig machies istalled i the plats. A compariso betwee the possible alteratives is here preseted i the most challegig case which is that oe of the machies cooled by outside air. Itroduzioe La valutazioe della prestazioe eergetica di ua macchia frigorifera cosiste essezialmete el calcolo del suo redimeto. Per le macchie frigorifere tale redimeto è oggi ormai uiversalmete idicato co EER (Eergy Efficiecy Ratio ed è defiito come rapporto tra il freddo forito e la totale eergia assorbita dalla macchia stessa. Per ua macchia ad azioameto elettrico, l eergia assorbita è elettrica. Nel caso del redimeto stagioale, il rapporto cosidera le eergie scambiate ell itera stagioe. EER dipede o solo dai livelli termici operativi, ma ache dall adameto del fabbisogo dell edificio che comporta, di orma, frequeti parzializzazioi della poteza resa. Attualmete, è cresciuta la cosapevolezza dell importaza del fuzioameto a carico parziale e della sua iflueza sull efficieza stagioale della macchia. Ifatti, le macchie soo ormalmete dimesioate per il carico di picco e quidi durate la stagioe esse fuzioao quasi sempre a poteza ridotta. Coseguete è l itroduzioe o la modifica di orme di prova delle macchie per poter meglio compredere e quatificare questa iflueza. Occorre, quidi, cooscere sia come si comporta la macchia operate a poteza ridotta, sia come varia durate la stagioe questa poteza ridotta forita, cioè il fabbisogo dell edificio soddisfatto da tale macchia. Quidi, ache a parità di codizioi climatiche, la stessa macchia posta a servizio di edifici diversi può avere efficieze stagioali molto differeziate. Di cosegueza, il calcolo del coefficiete di prestazioe medio stagioale o può prescidere dall edificio e i particolare da ua corretta stima del suo fabbisogo termico. Occorre, quidi, procedere cosiderado il sistema edificio-impiato. Le specifiche teciche UNI/TS soo state previste come riferimeto per le procedure di calcolo semplificate, da utilizzare per la certificazioe eergetica degli edifici. Le prime tre parti soo uscite, e quidi i vigore, ma ora già i fase di revisioe da parte del CTI; ivece, la quarta parte è acora i ichiesta pubblica. La UNI/TS preseta la procedura per la determiazioe del fabbisogo di eergia primaria per la climatizzazioe estiva che ecessariamete comprede ache il metodo di calcolo del redimeto stagioale delle macchie frigorifere per la produzioe del freddo ecessario [1]. Il gruppo di lavoro che si sta occupado della revisioe è orietato al superameto del metodo già presete ella prima formulazioe di tale specifica tecica attualmete i vigore e che si basa su ua valutazioe del redimeto stagioale partedo da ua sua stima a livello mesile mediate u metodo tabellare. I dettaglio, co i dati prestazioali foriti dal costruttore della macchia i quattro puti di prova stadard stabiliti dalla orma è possibile, per iterpolazioe, otteere u valore del redimeto, che viee poi corretto i base ad u coefficiete ricavato da tabelle preseti ella orma stessa i fuzioe degli effettivi valori medi mesili dei parametri di fuzioameto della macchia. La procedura prevede be quattro diversi gruppi di tabelle a secoda delle quattro possibili combiazioi ell uso di acqua ed aria quali fluidi esteri co cui la macchia scambia calore. Ciooostate, l impiego geeralizzato di u umero ecessariamete limitato di tabelle correttive valide per la grade varietà di macchie esistete sul mercato si è rivelato iaccettabile per garatire i tutti i casi u adeguato livello di precisioe. Troppe differeze, ifatti, possoo essere preseti i termii di caratteristiche di compoeti, regolazioe, fluido refrigerate per poter adottare la stessa correzioe i cosegueza di questo metodo tabellare. Si è quidi riteuto di dover scegliere u altra procedura semplificata di calcolo, tra quelle già formulate da tempo. Le alterative idividuate dal Luigi Schibuola, Silvia Martii, Chiara Tambai, Uiversità IUAV di Veezia

2 Tecica 62 Refrigerazioe ottobre 2012 gruppo di lavoro soo essezialmete due e precisamete il metodo delle medie mesili già implemetato ella orma UNI [2] e il metodo Bi [3]. Dopo ua breve illustrazioe dei due metodi, viee allora qui presetato u cofroto tra i risultati otteibili co queste due procedure applicate alla determiazioe delle prestazioi estive delle macchie frigorifere raffreddate co aria estera, la cui valutazioe è seza dubbio la più impegativa. L aalisi è svolta cosiderado edifici diversi per caratteristiche e localizzazioe geografica. L attedibilità dei risultati viee verificata co riferimeto a quelli otteibili co la simulazioe diamica del sistema edificio-impiato. Simulazioe diamica ormai ricoosciuta certamete più precisa, ma che o ha acora sostituito il ricorso alle procedure i regime stazioario che cotiuao ad essere richieste sia ella ormativa italiaa, sia europea. Lo studio si riferisce a macchie azioate elettricamete, ma le coclusioi possoo essere estese ache alle macchie ad assorbimeto dato che la uova versioe della UNI/TS , a differeza della precedete, cosidererà ache questo tipo di macchie frigorifere. La orma UNI Lo scopo del metodo ormato è la determiazioe dell efficieza stagioale delle macchie a ciclo iverso a compressioe di vapore, quali codizioatori, gruppi refrigeratori e pompe di calore ad azioameto elettrico o co motore a combustioe itera. È prevista u applicazioe del metodo elle procedure di simulazioe diamica del sistema edificioimpiato, che probabilmete rappresetao il prossimo futuro ache el campo della certificazioe eergetica. Il metodo proposto è però adattabile ache a procedure più semplificate basate sull aalisi i regime diamico di u gioro medio mesile o ad approcci stazioari, quale apputo quello già previsto dalla ormativa vigete per la certificazioe eergetica. Per evitare equivoci occorre teer be presete che, attualmete, i questa orma si idica co COP (coefficiet of performace il coefficiete di prestazioe, cioè il rapporto tra la poteza otteuta e la poteza forita (di solito elettrica. Quidi, el caso delle macchie frigorifere il COP della UNI coicide co EER. L impiego del simbolo COP i luogo di EER asce dalla circostaza che il metodo ormato si applica ache al fuzioameto come pompa di calore della macchia a ciclo iverso. I questo lavoro, però, faremo sempre riferimeto a EER così come previsto per le macchie frigorifere ad azioameto elettrico ella UNI/TS SEER (Seasoal EER è il termie, iterazioalmete più usato, ache ella pren [4], per idicare il redimeto medio stagioale della macchia frigorifera. Occorre ricordare che, a volte, i Italia e ache ell attuale versioe della UNI/TS , viee però cofuso, perché riteuto ua sua stima attedibile, co ESEER (Europea SEER che è ivece u altra cosa e cioè u idice ormalizzato, itrodotto dalla certificazioe volotaria Eurovet, che caratterizza il comportameto della sola macchia el fuzioameto a carico parziale idipedetemete dall edificio i cui è istallata [5]. Nelle procedure di simulazioe diamica del sistema edificio-impiato al calcolo co metodo diamico del carico termico dell edificio si accompaga usualmete ua valutazioe della prestazioe media del comportameto dell impiato i regime stabilizzato i u itervallo di tempo pari al passo di calcolo della simulazioe, di solito u ora. Aalogamete, però, si può procedere ache a livello mesile cosiderado apputo u passo temporale pari ad u mese come previsto ella valutazioe stazioaria utilizzata per la certificazioe eergetica. I questo caso si procede allora calcolado: 1. la codizioe operativa i base alle temperature medie mesili, di solito le temperature dei fluidi co cui essa scambia calore al codesatore e all evaporatore. Utilizzado i dati prestazioali ormalmete foriti dal costruttore e iterpolado liearmete tra i due puti caratteristici più prossimi alla codizioe operativa si valuta EER a pieo carico (EER DC e la poteza termica massima che può essere forita; 2. u fattore di carico X medio mesile viee calcolato come rapporto tra il fabbisogo frigorifero dell edificio effettivamete coperto dalla macchia e l eergia massima che può essere forita i u fuzioameto permaetemete a piea poteza ello stesso itervallo di tempo. Quest ultima è otteuta moltiplicado la poteza massima media per il tempo di accesioe previsto el mese; 3. EER effettivo medio mesile: si ottiee moltiplicado EER DC per u coefficiete correttivo Y calcolato i fuzioe del fattore X per teer coto dell effetto del fuzioameto parzializzato. Il dato di parteza ecessario è il fabbisogo frigorifero dell edificio Q c su base mesile. I effetti, utilizzado procedure semplificate i regime stazioario si può arrivare direttamete ad ua sua stima. È quato avviee apputo applicado la orma UNI/TS per valutare la domada dell edificio per la climatizzazioe estiva ed iverale [6]. Tale domada viee poi icremetata co le perdite di impiato relative ad emissioe, regolazioe e distribuzioe secodo le efficieze dell impiato previste ella UNI/TS el caso estivo. Per determiare, ifie, il redimeto stagioale si calcola l eergia elettrica assorbita dalla macchia dividedo il fabbisogo frigorifero mesile dell edificio forito dalla macchia per EER. Sommado ell ambito dell itera stagioe tutte le eergie cosumate così calcolate, si ottiee l eergia totale cosumata ella stagioe Q e,s : Q e,s Q e,i Q c,i EER i dove è il umero di mesi compresi ella stagioe di codizioameto estivo. I modo aalogo si ottiee il fabbisogo frigorifero totale dell edificio forito dalla macchia ella stagioe Q c,s : Q c,s Q c,i SEER è pari al rapporto tra il fabbisogo frigorifero forito e l eergia cosumata etrambi relativi all itera stagioe. SEER Q c,s Q e,s SEER o risulta quidi pari alla semplice media aritmetica degli EER mesili, besì è la media pesata i base ai corrispodeti cosumi della macchia cosegueti ai fabbisogi dell edificio effettivamete foriti ei relativi itervalli di tempo. Ifatti, SEER può ache essere espresso come: (1 (2 (3

3 ottobre 2012 Refrigerazioe Tecica 63 SEER Q c,s Q e,s Q c,i Q e,i (Q e,i EER i Q e,i (4 (1a Si sottoliea la ecessità di ua corretta stima del fabbisogo termico dello specifico edificio servito dalla macchia. Calcolo del coefficiete correttivo Y A titolo esemplificativo, vediamo ora il modello matematico proposto per le macchie moostadio. Per otteere tale algoritmo, i grado di evideziare l iflueza del solo fuzioameto a carico parziale i modo idipedete dal resto, si utilizzao prove svolte elle stesse codizioi operative di temperatura: quella a piea poteza ed altre a poteza ridotta. Per ogi prova, quidi, risulta Y EER/EER DC e X Pc/Pc DC. Si itroduce ache il parametro Z defiito come rapporto tra la poteza elettrica assorbita dalla macchia (Pe a poteza ridotta e quella assorbita a piea poteza ella codizioe ausiliaria (Pe DC. I Figura 1a soo riportati alcui valori sperimetali otteuti per i parametri Y e Z i fuzioe di X per u codizioatore aria-aria di tipo split di piccola taglia (poteza omiale 6 kw. Tutte le prove svolte suggeriscoo ua correlazioe lieare tra Z e X e questo fatto permette di elaborare u semplice modello matematico per Y i fuzioe di X come segue: EER Pc Pe EER DC Pc DC Pe DC Z a X + b (5 (1b pertato: Y EER EER DC Pc Pe Pe DC Pc DC La fodametale coclusioe è che ua sola prova a poteza ridotta oltre a quella a pieo carico è sufficiete per calcolare la correlazioe lieare tra Z ed X e coseguetemete l algoritmo di Y i fuzioe di X. Si osservi i Figura 1a come questo modello UNI riproduca fedelmete i valori sperimetali di Y. Cosiderazioi assolutamete aaloghe possoo essere fatte ache per le altre macchie co regolazioe o-off. Si veda ad esempio i Figura 1b u aalogo cofroto tra modello UNI e valori sperimetali di Y per u refrigeratore aria-acqua da 10 kw co compressore scroll e regolazioe sempre o-off. A livello europeo semplici correlazioi soo state proposte per valutare Y i fuzioe di X i asseza di prove sperimetali a carico parziale el caso di regolazioe o-off. Ad esempio, per i refrigeratori aria-acqua la pren propoe il seguete modello matematico: Y X C D X + (1 C D X X Pe Z Pe DC X a X + b Dove C D è il coefficiete di degrado posto uguale a 0,9 i asseza di dati sperimetali. (6 (7 figura 1 - Modelli dei parametri Z e Y i fuzioe di X ed alcui valori sperimetali per ua macchia aria-aria (a ed ua aria-acqua (b. I Figura 1b è riportata pure la curva del modello EN (co C D uguale a 0,9 il cui scostameto rispetto ad UNI risulta assolutamete accettabile. È proprio il modello EN che è stato utilizzato per tutte le macchie cosiderate per le successive valutazioi. Nel caso di macchie multistadio o co regolazioe modulate mediate iverter, ua curva sufficietemete accurata può essere otteuta per iterpolazioe tra quattro puti di prova a carico parziale otteuti proprio i corrispodeza ai quattro diversi livelli termici già richiesti dalle orme per caratterizzare le prestazioi della macchia. A tale scopo si possoo utilizzare le quattro prove comuque già svolte dal costruttore per otteere l idice prestazioale ESEER [7]. Applicazioe della orma UNI I Tabella 1 si riporta u esempio di calcolo riferito ad ua pompa di calore aria-acqua prevista per u edificio resideziale a schiera i Veezia. I dettagli sul sistema edificio-impiato sarao descritti oltre el paragrafo dei casi applicativi cosiderati. Qui ivece si riporta i dettaglio la descrizioe della procedura. Azitutto, la fase di iserimeto dei dati oti. Per i quattro mesi della stagioe estiva cosiderata, le ore di fuzioameto mesili basate

4 Tecica 64 Refrigerazioe ottobre 2012 tabella 1 - Calcolo secodo UNI (medie mesili per edificio a schiera i Veezia tabella 2 - Calcolo secodo pren (metodo Bi per edificio a schiera i Veezia sull orario di fuzioameto gioraliero previsto. Le medie mesili delle temperature estere ricavate dai dati meteorologici orari usati per la simulazioe diamica. Ifie, il Qc forito dalla macchia che coicide co il fabbisogo mesile di eergia termica dell edificio, qui otteuto dalla simulazioe diamica ivece, ella certificazioe eergetica sarà ricavato ella fase precedete del calcolo i base alla UNI/TS La verifica della procedura di calcolo della domada dell edificio o è, ifatti, oggetto di questa idagie. Come previsto dalla ormativa, tale domada viee icremetata i base ai redimeti di emissioe, regolazioe e trasmissioe dell impiato per otteere, ifie, il Qc mesile. Il successivo calcolo riguarda dapprima il parametro X medio mesile, calcolato come rapporto tra Qc e l eergia massima Qc max valutata el modo già idicato. Parametro X che iserito ell equazioe (7 forisce il valore medio mesile del parametro Y. I dati del costruttore permettoo, per iterpolazioe, di otteere EER DC che moltiplicata per Y dà, ifie, EER medio mesile. Co la procedura già vista, questa forisce il cosumo elettrico mesile Qe e quidi il SEER. Il metodo Bi e sua applicazioe alle macchie frigorifere Il metodo Bi richiede la dispoibilità delle frequeze orarie co cui u certo valore di temperatura si preseta durate la stagioe i ua certa località. I altre parole, il campo di variabilità della temperatura estera viee suddiviso i u certo umero di itervalli, di solito 2 C. Nel ostro caso, le frequeze orarie soo state ricavate dai dati climatici orari utilizzati per la simulazioe diamica. I tutte le ore i cui la temperatura estera ricade i u certo itervallo, al sistema edificio-impiato viee assegato il comportameto valutato i regime stazioario per la temperatura cetrale di tale bada. Per quato riguarda il fabbisogo dell edificio, el ostro caso per il raffrescameto, viee riteuto fuzioe della temperatura estera. Questo è seza dubbio vero, fissata la temperatura itera, per le trasmissioi attraverso l ivolucro e il carico sesibile legato alla vetilazioe che soo proporzioali al salto termico tra temperatura estera ed itera. Cosiderado i carichi edogei e la radiazioe solare, ivece, è subito evidete la grossolaità della procedura. Aalogamete, l uso di dati di frequeza oraria disaggregati impedisce di teer coto dell effetto di u fuzioameto itermittete. La macata precisioe el calcolo del carico frigorifero i ciascu itervallo di temperatura comporta l impossibilità di ua corretta valutazioe del fattore di carico e quidi del coefficiete correttivo Y che abbiamo visto così importate ella valutazioe di EER. Si è quidi cercato di correggere il metodo [8] itroducedo per i carichi edogei ua poteza media distribuita ella giorata, ma soprattutto co il tetativo di esprimere l apporto al carico totale della radiazioe attraverso le superfici vetrate e le pareti opache come ua fuzioe lieare della temperatura estera. Tale liearizzazioe viee cosiderata tra il cotributo solare al carico i corrispodeza alla temperatura estera miima iverale e lo stesso cotributo calcolato alla temperatura estera massima estiva. I risultati otteuti o hao mostrato però u migliorameto ella precisioe del metodo, evideziado l arbitrarietà di riteere la radiazioe solare fuzioe della temperatura estera [9]. Tale modifica del metodo è quidi stata abbadoata. U ulteriore ipotesi migliorativa prevede di distiguere tra frequeze elle ore otture e quelle diure [10]. A parte la difficoltà della loro costruzioe per tutte le località i realtà l imprecisioe resta comuque alta [9]. Attualmete, il metodo Bi viee proposto per valutare le prestazioi stagioali delle pompe di calore sia ella UNI/TS , sia ella pren Si ritiee, ifatti, che il difetto legato all imprecisioe del calcolo del fabbisogo dell edificio sia compesato dalla possibilità di valutare co buoa attedibilità il comportameto della macchia teedo coto dei ecessari sbriameti e degli ampi itervalli di fuzioameto iverali sia per le temperature estere che evetualmete lato uteza. Pertato, ella pren lo stesso metodo è stato preso i cosiderazioe ache per il calcolo i regime estivo. I aggiuta, ella UNI/TS [11], riprededo quato riportato ella EN [12] per le pompe di calore, si preferisce calcolare l efficieza mediate ua procedura che parte dalla valutazioe del cosiddetto redimeto di secodo pricipio. I aalogia a quato previsto per le pompe di calore, si è quidi avazata l ipotesi di utilizzare ache per le macchie frigorifere il metodo Bi e il redimeto di secodo pricipio. è quidi questa la procedura che viee brevemete presetata e poi utilizzata qui di seguito. Co riferimeto al calcolo i Tabella 2 relativo all edificio già cosiderato ella tabella I, si descrivoo brevemete i calcoli previsti. Nelle prima riga si riporta la poteza omiale della macchia prevista (a 35 C esteri e 7 C l acqua fredda prodotta, ivece, ella secoda e

5 ottobre 2012 Refrigerazioe Tecica 65 terza soo riportati rispettivamete i Bi di temperatura e le rispettive frequeze orarie ricavate dai valori orari delle temperature utilizzati per la simulazioe diamica di cofroto. Nella riga quattro viee riportato il parametro X, cosiderato idetico al fattore di carico climatico legato alle temperature: ( X T e 16 (8 T dee 16 ( dove T e è la temperatura estera el Bi, T des è la temperatura di progetto (qui 35 C come i pren 14825, ivece 16 C è la temperatura di bilaciameto a cui si ritiee si aullio i carichi frigoriferi. Utilizzado la formula (7 di cosegueza viee calcolato il coefficiete correttivo Y. I ogi Bi la poteza frigorifera richiesta Pc è otteuta moltiplicado per X la poteza omiale della macchia. Nella riga 7 soo riportati gli EER DC foriti dal costruttore per i quattro valori di riferimeto previsti per la temperatura estera. EER max soo i redimeti massimi per il ciclo di Carot ideale tra le stesse temperature θ f del freddo prodotto e θ c dell aria estera di raffreddameto coicidete co la temperatura media del Bi: ( ( EER max θ f + 273,16 θ c θ f Il redimeto di secodo pricipio η II viee quidi defiito come: η II EER DC EER max (10 (9 calcolado η II ei quattro Bi i cui EER DC è stato forito dal costruttore è possibile poi, per iterpolazioe, trovare il redimeto i tutti gli altri Bi. Sotto i 20 C e sopra i 35 C si assumoo costati. Nella riga 10 soo riportati gli EER DC per ciascu bi otteuti moltiplicado EER max per il redimeto. Moltiplicado poi gli EER DC per Y si ottegoo ifie gli EER effettivi i ciascu Bi. Nelle righe 12 e 13 i ciascu bi soo successivamete riportati il freddo Qc e il cosumo elettrico Qe otteuti moltiplicado per le frequeze orarie rispettivamete Pc e Pc/EER. Qc,s e Qe,s rappresetao la somma di tali valori per tutti i Bi e quidi il loro rapporto è il SEER cercato. Da più parti è stata osservata l arbitrarietà della pren el calcolare la poteza Pc i ciascu Bi, utilizzado la poteza omiale della macchia dato che i vari Bi soo caratterizzati da temperature estere diverse. Ua semplice variate è allora quella riportata i Tabella 3 che cosiste el moltiplicare per X la poteza a pieo carico P DC al variare della temperatura per otteere Pc. Tale poteza P DC è facilmete otteibile per iterpolazioe tra i corrispodeti valori foriti dal costruttore per le quattro codizioi di riferimeto. Come si può osservare questa variate o provoca cambiameti apprezzabili el SEER calcolato. Casi applicativi cosiderati Per il cofroto dei due metodi semplificati, rispetto ai risultati otteibili co la simulazioe diamica, soo stati qui cosiderati quattro edifici rappresetativi di tipologie piuttosto diffuse i Italia. Tre edifici resideziali e precisamete ua casa uifamiliare, ua a schiera e u codomiio co quattro appartameti. Ioltre, u edificio ad uso uffici. I aggiuta, a Veezia si soo cosiderate altre tre località distribuite sul territorio azioale e cioè Milao, Roma e Palermo. Nelle figure 2, 3 e 4 si riportao piate e prospetti dei tre edifici resideziali. Soo stati previsti pacchetti edilizi caratterizzati l ivolucro, tipici el ostro paese e co trasmittaze termiche el rispetto della ormativa vigete. Vetilazioe aturale costate pari a 0,3 vol/h. U affollameto massimo di 4 persoe per uità immobiliare e u carico itero massimo di 8 W/m 2 (da UNI/TS , etrambi variabili ella giorata secodo gli adameti riportati i Figura 5. Si è cosiderato il codizioameto i fuzioe da giugo a settembre, tutti i giori e itermittete dalle 7 alle 24. Si è supposto i tutti i casi la preseza di u impiato di climatizzazioe co mobiletti vetilcovettori alimetati da acqua refrigerata a 7 C e comadati ciascuo da u termostato. La macchia frigorifera cosiderata ei vari casi è sempre del tipo aria-acqua co poteze omiali che variao tra 6 e 17 kw. Co riferimeto a macchie preseti sul mercato e alle loro caratteristiche forite dal costruttore, i tutti i casi soo state previste macchie moocompressore scroll, refrigerate R410a e regolazioe di tipo o-off. L edificio terziario co tre piai fuori terra è presetato i Figura 6. L affollameto massimo è di 1 persoa ogi 10 m 2, i carichi iteri massimi (computers soo di 15 W/m 2 co ua distribuzioe oraria pari a quella dell affollameto. L illumiazioe è 20 W/m 2. Le distribuzioi soo riportate i Figura 7. Il codizioameto è attivo da giugo a settembre co fuzioameto itermittete di 12 ore al gioro (7-19 dal luedì al veerdì, vetilazioe pari a 2 vol/h. Ache i questo caso è previsto l impiato co vetilcovettori. Le macchie aria-acqua previste soo aaloghe a quelle precedeti, ma co poteze omiali tra 45 kw (Milao e 53 kw (Palermo e soo co due compressori scroll i tadem. tabella 3 - Calcolo secodo pre (metodo Bi co poteze a pieo carico forite dal costruttore per edificio a schiera i Veezia

6 Tecica 66 Refrigerazioe ottobre 2012 (5a figura 2 - Edificio resideziale a schiera, superficie 158 m 2, volume 427 m 3 (5b figura 5 - Distribuzioe oraria (% degli apporti iteri (a e dell occupazioe (b per i tre edifici resideziali. figura 3 - Edificio resideziale uifamiliare, superficie 200 m 2, volume 540 m 3 figura 6 - Edificio terziario, superficie 1161 m 2, volume 4064 m 3 figura 4 - Codomiio, superficie 384 m 2, volume 1037 m 3 La simulazioe diamica del sistema edificio-impiato si basa sull uso del programma Desig Builder [13] iterfaccia utete del motore di calcolo basato sul codice EergyPlus [14], oggi cosiderato il riferimeto di calcolo più attedibile a livello iterazioale. Alla valutazioe oraria del fabbisogo dell edificio si è affiacata la simulazioe oraria delle prestazioi della macchia frigorifera i codizioi stazioarie (quasi steady-state, secodo la procedura ormalmete prevista ei programmi di simulazioe diamica. I dati climatici orari utilizzati per le quattro località italiae soo quelli resi dispoibili dal sito di Desig Builder.

7 ottobre 2012 Refrigerazioe Tecica 67 (7a (7b figura 8 - Cofroto tra i SEER valutati co la simulazioe diamica e co le procedure semplificate ei vari casi cosiderati figura 7 - Distribuzioe oraria (% di apporti iteri e occupazioe (a, di illumiazioe (b per l edificio terziario Aalisi dei risultati Per tutti i casi cosiderati ella Figura 8 soo riportati i SEER valutati co la simulazioe diamica, co il metodo Bi elle due modalità descritte e co il calcolo mesile secodo la UNI Si osservi come viee cofermata la macaza di u apprezzabile cambiameto i termii di SEER co la variate che prevede ei vari Bi u calcolo più preciso della poteza a pieo carico della macchia ivece di usare sempre la poteza omiale. La semplificazioe i tal seso proposta dalla pren è quidi giustificata. Evidetemete l effetto prepoderate resta decisamete affidato ad EER, che è lo stesso i etrambi i casi. Assuto allora come riferimeto il SEER della simulazioe diamica i Figura 9 soo riportati gli scarti percetuali rispetto ad esso dei corrispodeti valori valutati co il metodo Bi pren e co la UNI Co il Bi tale errore si matiee iferiore al 10% solo co l edificio a schiera e el caso del codomiio a Milao (9% e preseta pute spesso superiori al 15%. Viceversa co la UNI lo scarto si matiee iferiore al 5% eccetto il solo caso del codomiio a Roma (5,8%. I risultati risultao quidi decisamete migliori co il metodo delle medie mesili. I tutti i casi aalizzati è risultato, ifatti, fodametale il limite rappresetato dall icapacità del metodo Bi di valutare correttamete il fabbisogo dell edificio, come figura 9 - Errori (% dei SEER otteuti co le procedure semplificate ei vari casi cosiderati. Lo scarto è riferito al corrispodete SEER da simulazioe diamica evidete ache el caso esemplificativo riportato elle Tabelle da 1 a 3. Tale icapacità è accetuata proprio el caso del carico estivo dalla forte dipedeza dagli apporti della radiazioe solare e carichi iteri che o soo ifluezati dalla temperatura estera e quidi o facilmete distribuibili ei Bi di temperatura. Tale errore o viee evidetemete compesato dalla possibilità di valutare i maiera più articolata le prestazioi della macchia frigorifera ai vari livelli termici previsti coi Bi, piuttosto che ad u uico livello di temperatura medio mesile. Questo è ache cosegueza del limitato itervallo di temperature estere i cui la macchia si trova ad operare, i teoria tra 16 C e 35 C. I realtà, poi, la simulazioe diamica ei casi italiai cosiderati idica u itervallo effettivo ormalmete miore di fuzioameto i preseza di carico, specie per il resideziale qui tra 18 C e 33 C massimi di Palermo, cosiderado ache che la temperatura itera di progetto è di 26 C. Per lo stesso motivo, il ricorso al redimeto di secodo pricipio per aumetare la precisioe dell iterpolazioe tra i dati foriti dal costruttore o ha offerto vataggi che

8 Tecica 68 Refrigerazioe ottobre 2012 giustifichio la maggiore laboriosità dei calcoli. La limitata differeza tra le temperature estere cui si riferiscoo questi dati redoo la semplice iterpolazioe lieare già sufficietemete adeguata. I aggiuta, l itroduzioe del carico latete legato al cotrollo dell umidità è destiata el metodo Bi ad icremetare l errore ella stima del fabbisogo a favore, quidi, del metodo delle medie mesili. Ifatti, questo carico è certamete semplice da stimare co riferimeto ad u umidità assoluta media su base mesile, metre è decisamete più complicato spalmarlo su ua distribuzioe stagioale delle frequeze di temperatura. Coclusioi Il cofroto tra la precisioe dei due metodi rispetto ai valori otteuti co la più rigorosa simulazioe diamica ha evideziato ua etta superiorità del metodo delle medie mesili secodo UNI D altrode si tratta di ua procedura certamete più coforme alla modellazioe presete ei moderi codici di simulazioe del sistema edificio-impiato. Viceversa, la più atteta aalisi delle prestazioi delle macchie, legata ad u calcolo distribuito fra i Bi di temperatura i luogo delle medie mesili, o risulta i grado, per lo meo el caso estivo qui cosiderato, di compesare l icapacità di ua corretta stima del fabbisogo per il codizioameto. Occorre, ifie, rimarcare che ell ambito della certificazioe eergetica u metodo basato su u calcolo su base mesile, SIMBOLOGIA EER Efficieza frigorifera (Eergy Efficiecy Ratio SEER Efficieza frigorifera stagioale (Seasoal EER EER DC Efficieza frigorifera a piea poteza (DC Declared Capacity X Fattore di carico (Pc /Pc DC Y Coefficiete correttivo (EER / EER DC Qe Eergia elettrica cosumata, (kwh Qc Eergia frigorifera prodotta e forita, (kwh Z Fattore di carico elettrico (Pe / Pe DC Pe DC Cosumo elettrico a piea poteza, (kw Pe Cosumo elettrico, (kw Pc Poteza frigorifera, (kw Pc DC Poteza frigorifera a piea poteza, (kw EER max Efficieza frigorifera massima ideale (Carot η II Redimeto 2 pricipio (EER DC / EER max C D Coefficiete di degrado Qc max Eergia frigorifera prodotta a pieo carico, (kwh T e Temperatura estera, ( C T des Temperatura estera di progetto (desdesig, ( C θ f Temperatura freddo prodotto, ( C Temperatura raffredddameto codesatore, ( C θ c che si appoggia sul dato della domada appea valutata ella prima fase della procedura prevista dalla UNI/TS , è seza dubbio più coerete del metodo Bi che ricalcola i fabbisogi i modo diverso e oltretutto o adeguato al fie di otteere il valore di SEER. Bibliografia [1] UNI/TS :2010 Prestazioi eergetiche degli edifici. Parte 3: Determiazioe del fabbisogo di eergia primaria e dei redimeti per la climatizzazioe estiva. [2] UNI Codizioatori d aria, refrigeratori d acqua e pompe di calore. Calcolo dell efficieza stagioale. [3] ASHRAE Fudametals Hadbook, chapter 26, 33-62, ASHRAE New York, [4] pren Air coditioers, liquid chillig packages ad heat pumps, with electrically drive compressors, for space heatig ad coolig. Testig ad ratig at part load coditios ad calculatio of seasoal performace. fial draft October [5] J. Adot, P. Waide, Eergy Efficiecy ad Cetral Air Coditioers, Fial Report Eurovet, April [6] UNI/TS :2008 Prestazioi eergetiche degli edifici. Parte 1: Determiazioe del fabbisogo di eergia termica dell edificio per la climatizzazioe estiva ed iverale. [7] L. Schibuola, P. Baldassa, R. Zecchi, Efficieza stagioale delle macchie frigorifere: u calcolo basato sui dati dei costruttori, Codizioameto dell Aria, maggio [8] ASHRAE, Simplified eergy aalysis usig the modified Bi method, ASHRAE Report, Atlata [9] L. Schibuola, Il calcolo delle prestazioi a lugo termie della pompa di calore ad aria, atti 49 cogresso azioale ATI, Perugia [10] AICARR, Posizioe AICARR sul D.lgs 28/11 per gli aspetti riguardati le riovabili termiche, Milao ovembre [11] UNI/TS :2010 Prestazioi eergetiche degli edifici. Parte 4: Utilizzo di eergie riovabili e di altri metodi di geerazioe per il riscaldameto di ambieti e preparazioe acqua calda saitaria. Bozza [12] EN Heatig systems i buildig. Method for calculatio of system eergy requiremets ad system efficiecies. Part 4-2 Space heatig geeratio systems, heat pump systems [13] DesigBuilder 2012, versioe 3.0, DesigBuilder Software (Dbs Ltd, Stroud Gloucestershire UK, desigbuilder.co.uk [14] B. D. Crawley, K. L. Lawrie, F.C. Wikelma, C. O. Pederse, EergyPlus: ew capabilities i a wholebuildig eergy simulatio program, 7th Iteratioal IBPSA Coferece, Rio de Jaeiro Brazil 2001.