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1 Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC Risparmio energetico - Studi europei Direttive relative alle pompe ed ai circolatori Sistema di calcolo del Life Cicle Cost 1 Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

2 L esigenza di risparmiare energia Da diversi anni in Europa si stà analizzando il problema relativo alla necessità di incrementare l efficienza delle pompe installate per ridurre il consumo energetico e l inquinamento 2 Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

3 L esigenza di risparmiare energia Nello studio della Commissione Europea del Febbraio 2001 si è evidenziato che alle pompe è imputabile il maggior consumo di elettricità nell industria dell Unione Europea. La stima dei consumi per le pompe è di circa 160 TWhpa di energia elettrica pari ad una produzione di circa 79 Mton di CO2. Secondo gli studiosi che hanno redatto il report per la commissione europea, una semplice miglior selezione delle pompe porterebbe ad un risparmio dei costi energetici del 3% o 1.1TWHpa nel Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

4 L esigenza di risparmiare energia Sempre secondo gli studiosi che hanno redatto il report, attraverso il miglioramento dei sistemi di progettazione delle pompe si possono facilmente raggiunti livelli di risparmio molto più elevati. In particolare gli studiosi raccomandano l applicazione della Enersave Life Cycle Costing Guide per mettere in risalto il risparmio ottenibile sia in costo, sia in energia scegliendo macchine con alta efficienza ed utilizzando sistemi di regolazione che autoadattano la velocità della pompa in funzione delle effettive richieste di acqua. 4 Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

5 I consumi energetici 5 Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

6 Studio dell Unione Europea Scenario produzione energetica nel 2050 Biomasse 30 % Solare 40% Oli minerali 5% Vento 15% Acqua 10% 6 Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

7 Consumo di energia nelle abitazioni private (dati forniti da ASUE*) 11% per acqua calda sanitaria 78% per il riscaldamento * ASUE Associazione Tedesca per l efficienza energetica e l utilizzo del gas naturale. 7 Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

8 Consumo di energia dei circolatori per riscaldamento Oltre 50 TWh di energia ogni anno un consumo equivalente al fabbisogno energetico dell'austria, e che causa emissioni di CO2 superiori a 30 milioni di tonnellate: questo è il costo energetico dei circolatori negli impianti di riscaldamento nell'eu-27, prodotto da oltre 100 milioni di circolatori responsabili di circa il 10% del costo delle bollette elettriche delle civili abitazioni 8 Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

9 Perchè risparmiare energia? Sulla base dello scenario energetico rappresentato dallo studio presentato nel Febbraio 2001 e dagli altri studi, tenendo in considerazione il cambiamento climatico con cui ci confrontiamo ogni giorno e l impatto sull ambiente, il consiglio europeo ha pensato di porsi degli obiettivi nel medio termine di risparmio energetico e conseguente riduzione dell inquinamento basato su queste quattro fondamentali punti: - Ridurre la continua crescita del fabbisogno energetico nel mondo - Rallentare il rapido esaurimento delle risorse di combustibili fossili - Fermare il cambiamento climatico causato dall uomo - Usare l energia disponibile in maniera efficiente e senza sprechi 9 Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

10 Perchè risparmiare energia? Per raggiungere gli obiettivi prefissi il consiglio Europeo ha emesso direttive e regolamenti con riferimento i prodotti che consumano energia imponendo un calendario di scadenze entro cui gradatamente attuare azioni tecniche per il miglioramento dei rendimenti globali dei prodotti e quindi ridurre l energia consumata 10 Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

11 Le direttive europee 2005/32/CE 11 Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

12 Le direttive europee 2009/125/CE 12 Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

13 Dalle direttive ai regolamenti 640/2009 e 641/ /2012 I prodotti Wilo sono toccati da due dei regolamenti (CE) applicativi delle direttive sul risparmio energetico Regolamento N 640 MOTORI ELETTRICI Regolamento N 641 CIRCOLATORI 13 Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

14 Regolamento (CE) N 622 Circolatori Oggetto ed applicazione Articolo 1 Oggetto e ambito di applicazione 1. Il presente regolamento stabilisce le specifiche di progettazione ecocompatibile per l immissione sul mercato di circolatori senza premistoppa indipendenti e di circolatori senza premistoppa integrati in prodotti. 2. Il presente regolamento non si applica: a) ai circolatori destinati ad impianti per l acqua potabile, ad eccezione delle prescrizioni in materia di informazione di cui all allegato I, punto 2, lettera d) b) ai circolatori integrati in prodotti e immessi sul mercato prima del 1 o gennaio 2020 in sostituzione circolatori integrati in prodotti identici immessi sul mercato prima del 1 agosto 2015, ad eccezione delle prescrizioni in materia di prodotto di cui all allegato I, punto 2, paragrafo 1, lettera e). 14 Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

15 Regolamento (CE) N 622 Circolatori Oggetto ed applicazione 15 1 REGOLAMENTO (UE) N. 622/2012 DELLA COMMISSIONE dell 11 luglio 2012 recante modifica del regolamento (CE) n. 641/2009 in merito alle specifiche per la progettazione ecocompatibile dei circolatori senza premistoppa indipendenti e dei circolatori senza premistoppa integrati in prodotti Art. 2 Definizioni - Ai fini del presente regolamento si intende per: 1) «circolatore», una pompa centrifuga, con o senza alloggiamento per la pompa, caratterizzata da una potenza idraulica nominale compresa tra 1 e 2500 W destinata ad essere utilizzata in sistemi di riscaldamento o in circuiti secondari di sistemi di distribuzione del freddo; 7) «alloggiamento della pompa», la parte di una pompa centrifuga destinata a essere collegata alle tubature dei sistemi di riscaldamento o in circuiti secondari di sistemi di distribuzione del freddo Il nuovo regolamento 622/2012 considera i motori dei circolatori come pompe applicando gli stessi tempi per la richiesta di valori IEE per la vendita sul mercato comunitario

16 Regolamento (CE) N 622 Circolatori Oggetto ed applicazione 5) «circolatore integrato in un prodotto», un circolatore progettato per funzionare in quanto parte di un prodotto che presenta almeno uno dei seguenti elementi: a) l alloggiamento della pompa è progettato per essere montato e usato internamente a un prodotto; b) il circolatore è progettato affinché la sua velocità sia controllata dal prodotto; c) il circolatore è progettato con caratteristiche di sicurezza non idonee al funzionamento indipendente (classi ISO IP); d) il circolatore è definito in quanto parte dell approvazione o della marcatura CE del prodotto; ) «circolatore di acqua potabile», un circolatore progettato appositamente per essere utilizzato nel ricircolo delle acque destinate al consumo umano quali definite all articolo 2 della direttiva 98/83/CE del Consiglio (*);

17 Regolamento (CE) N 622 Circolatori Specifiche ALLEGATO I SPECIFICHE PER LA PROGETTAZIONE ECOCOMPATIBILE 1. REQUISITI DI EFFICIENZA ENERGETICA 1) Dal 1 o gennaio 2013 i circolatori senza premistoppa indipendenti, ad eccezione di quelli progettati appositamente per i circuiti primari di sistemi termici solari e di pompe di calore, devono avere un indice di efficienza energetica (IEE) non superiore a 0,27, calcolato conformemente all allegato II, paragrafo 2. 2) Dal 1 o agosto 2015 i circolatori senza premistoppa indipendenti e i circolatori senza premistoppa integrati in prodotti devono avere un indice di efficienza energetica (IEE) non superiore a 0,23, calcolato conformemente all allegato II, punto REQUISITI IN MATERIA DI INFORMAZIONE DI PRODOTTO Dal 1 o gennaio 2013: 1) l indice di efficienza energetica dei circolatori, calcolato conformemente all allegato II, deve essere indicato sulla targhetta e sull imballaggio del prodotto e nella documentazione tecnica nel modo seguente: «IEE 0,[xx]»; 17 Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

18 Cosa succede ai circolatori 18 Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

19 Cosa succede nel 2013 ai circolatori oggi in produzione 19 Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

20 Cosa rimane nel 2015 dei circolatori oggi in produzione Yonos PICO 20 Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

21 Identificazione di efficienza energetica 21 Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

22 Circolatori - Il calcolo dell indice di efficienza energetica (IEE) Il calcolo dell indice di efficienza energetica IEE viene fatto utilizzando metodologie ed algoritmi definiti dal regolamento 641/2009, che definiscono una potenza di riferimento ed una potenza media ponderata del circolatore, funzionante secondo il profilo di carico definito dal Blu Angel, rilevando le prestazioni sulla retta di controllo del grafico qui a fianco Profilo di Carico Portata % Tempo % IEE = PL media P riferimento. C xx% 22 Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

23 Il costo di vita dei motori che azionano le pompe Estratto da Studio ENEA Sul Risparmio energetico 23 Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

24 Regolamento (CE) N 640 Motori elettrici Lo studio preparatorio dimostra che i motori elettrici sono immessi sul mercato comunitario in ingenti quantità e il loro consumo energetico in fase di utilizzo rappresenta l aspetto ambientale più significativo di tutte le fasi del ciclo di vita, con un consumo annuo di elettricità di 1067 TWh nel 2005, pari all emissione di 427 Mt di CO Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

25 Regolamento (CE) N 640 Motori elettrici In assenza di misure di contenimento, si prevede che il consumo energetico aumenterà fino a raggiungere TWh nel Lo studio ha concluso che il consumo energetico durante il ciclo di vita e il consumo di elettricità nella fase di utilizzo possono migliorare sensibilmente, in particolare se i motori impiegati in applicazioni a velocità e carico variabili sono dotati di variatori. 25 Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

26 Regolamento (CE) N 640 Motori elettrici Articolo 1 Oggetto e ambito di applicazione 1.Il presente regolamento istituisce specifiche per la progettazione ecocompatibile al fine di immettere in commercio e mettere in servizio i motori, anche integrati in altri prodotti. 2. Il presente regolamento non si applica: a) ai motori progettati per funzionare interamente immersi in un liquido; b) ai motori completamente integrati in un prodotto (ad esempio in un cambio, una pompa, un ventilatore o un compressore) per i quali non è possibile testare le prestazioni energetiche autonomamente dal prodotto; 26 Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

27 Regolamento (CE) N 640 Motori elettrici Articolo 2 s intende per: Definizioni 1) «motore», un motore elettrico a induzione a gabbia, monovelocità e trifase, con una frequenza di 50 Hz o Hz che abbia: da 2 a 6 poli, una tensione nominale (U N ) massima di 1000 V, una potenza nominale (P N ) compresa tra 0,75 kw e 375 kw, caratteristiche basate su un funzionamento in continuo; 2) «variatore di velocità», un convertitore elettronico di potenza 27 Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

28 Regolamento (CE) N 640 Motori elettrici ALLEGATO I SPECIFICHE PER LA PROGETTAZIONE ECOCOMPATIBILE DEI MOTORI 1. EFFICIENZA ENERGETICA DEI MOTORI Tabella 1 Efficienze nominali minime (η) per il livello di efficienza IE2 (50 Hz) Tabella 2 Efficienze nominali minime (η) per il livello di efficienza IE3 (50 Hz) 28 Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

29 Le classi di rendimento e le scadenze per i motori standard IEC Motori Standard da 0,75kW a 375kW 16 Giugno Gennaio Gennaio Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

30 Regolamento 547/2012 Idraulica delle pompe REGOLAMENTO (UE) N. 547/2012 DELLA COMMISSIONE del 25 giugno 2012 recante modalità di applicazione della direttiva 2009/125/CE del Parlamento europeo e del Consiglio in merito alle specifiche per la progettazione ecocompatibile delle pompe per acqua Oggetto e ambito di applicazione 1. Il presente regolamento istituisce specifiche per la progettazione ecocompatibile al fine di immettere in commercio pompe centrifughe per acqua per il pompaggio di acqua pulita, anche integrate in altri prodotti. 2. Il presente regolamento non si applica a: a) pompe per acqua progettate specificamente per il pompaggio di acqua pulita a temperature inferiori a 10 C o superiori a 120 C, b) pompe per acqua progettate esclusivamente per applicazioni antincendio; c) pompe per acqua volumetriche; d) pompe per acqua autoadescanti. 30 3

31 Regolamento 547/2012 Idraulica delle pompe 31 3 Specifiche per la progettazione ecocompatibile delle pompe per acqua 1. SPECIFICHE DI EFFICIENZA a) A partire dal 1 gennaio 2013 le pompe per acqua devono avere: al punto di massima efficienza (BEP) un efficienza minima di almeno (ηβερ) min requ, calcolata come indicato nell allegato III e con un valore di C per il MEI = 0,1 come previsto dall allegato III; a carico parziale (PL) un efficienza minima di almeno (ηρ L ) min requ, misurata come indicato nell allegato III e calcolata con un valore di C per il MEI = 0,1 come previsto dall allegato III; a sovraccarico (OL) un efficienza minima di almeno (η ΟL ) min requ, misurata come indicato nell allegato III e calcolata con un valore di C per il MEI = 0,1 come previsto dall allegato III. b) A partire dal 1 gennaio 2015 le pompe per acqua devono avere: al punto di massima efficienza (BEP) un efficienza minima di almeno (η ΒΕΡ ) min requ, misurata come indicato nell allegato III e calcolata con un valore di C per il MEI = 0,4 come previsto dall allegato III; a carico parziale (PL) un efficienza minima di almeno (η ΡL ) min requ, misurata come indicato nell allegato III e calcolata con un valore di C per il MEI = 0,4 come previsto dall allegato III; a sovraccarico (OL) un efficienza minima di almeno (η ΟL ) min requ, misurata come indicato nell allegato III e calcolata con un valore di C per il MEI = 0,4 come previsto dall allegato III. A partire dal 1 gennaio 2013 le informazioni sulle pompe per acqua richieste dal punto 2 dell allegato II dovranno comparire nella documentazione e sui siti web dei fabbricanti

32 Nuovo draft sull idraulica delle pompe TC 197 WI 077 Pumps Minimum required efficiency of rotodynamic water pumps 32 3 Il TC 197 del CEN sta lavorando per la stesura di una nuova norma tecnica armonizzata per la definizione delle metodologie di misura e calcolo per la verifica dell Indice di Efficienza Minimo (Minimum Efficiency Index - MEI). L applicazione di questa norma, una volta pubblicata, darà la presunzione di conformità al Regolamento 547/2012. Questa norma si trova ora in fase di votazione e non riuscirà ad essere pubblicata prima del 1/1/2013 che è la data confermata di prima applicazione del Regolamento 547/2012. Questa norma seppur non citabile nella dichiarazione di

33 Life Cycle Cost Guida all analisi LCC ISBN# Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

34 Fasi del ciclo vitale Fasi del ciclo vitale Acquisto Installazione Utilizzo Manutenzione, Riparazione Smaltimento 34 Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

35 Interesse operatori industriali Alimentazione caldaia circuito industriale Circuito riscaldamento residenziale Alimentazione caldaia p = 130 bar System T = 330 C System più importanti elementi di costo: investimento manutenzione perdita di produzione Circolatore per riscaldamento p = 3 bar System T = 70 C System più importanti elementi di costo: investimento energia 35 Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

36 Standard - Elementi del Life Cycle Costs LCC = Life Cycle Cost (costo del ciclo di vita) LCC è la somma di - costo iniziale, prezzo d acquisto - costi d installazione e di commissione - costi di consumo energetico - costi d esercizio - costi di manutenzione e di riparazione - costi d inattività - costi ambientali - costi di disattivazione e di smaltimento 36 Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

37 Schema di calcolo del LCC Schema di calcolo del LCC Inizio Anno EURO Costo attuale LCC Investimento iniziale Installazione Elettricità Esercizio Riparazione Perdita di produzione Contam inaz.am bient Sm altim ento Totale Esempio di calcolo del LCC 37 Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

38 Life Cycle Cost Costo attuale: C p = C n / [1 + (i p)] n Difettosità del prodotto: R(t) = e -λ x t MTBF=1/ λ n p i C n C p : numero di anni : tasso d inflazione : tasso d interesse : costo pagato nell anno n : costo attuale R λ MTBF e : Affidabilità ad un tempo t : Grado di guasto ad un tempo t : mean time between failures=tempo medio tra i guasti : esponenziale naturale=2, Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

39 Costi elettrici europei Costi dell elettricità per l utente finale Cent / kwh CZ SLO HU CH A I F D DK 0 39 Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

40 Life Cycle Cost Principali leggi e decreti per il risparmio energetico Legge N 10 del 9 Gennaio 1991 D.P.R. N 241 del 23 Luglio 1991 D.P.R. N 412 del 26 agosto 1993 D.M. 13 Dicembre 1993 Circolare N 231/F Min. Industria del 13 Dicembre 1993 D.M. 6 Agosto 1994 D.M. 16 Maggio 1995 D.P.R. N 551 del 21 Dicembre 1999 D.M. 4 Agosto 2000 D.M. 24 Aprile Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

41 Classificazione dei circolatori Classificazione dei circolatori Classe Indice di efficienza elettrica EEI A < 0,4 B 0,4... 0,6 C 0,6... 0,8 D 0,8... 1,0 E 1,0... 1,2 F 1,2... 1,4 G > 1,4 Etichetta Parametri 41 Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

42 Località campione ESKDALEMUIR COPENHAGEN EELDE WÜRZBURG CROTONE 42 Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

43 Esempio di temperatura Temperatura dell aria nell arco di un anno C Würzburg (Germany) Crotone (Italy) Copenhagen (Danmark) Eskdalemuir (Scotland) Eelde (Netherlands) 43 Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

44 Richiesta esterna e interna Reazione dinamica degli spazi Carico di calore interno 8 C Temperatura esterna Irradiazione solare Trasmissione Isolamento termico Profilo di utilizzo Temperatura corporea Principio di comportamento, inerzia del sistema di riscaldamento W Rendimento di calore Temperatura effettiva Temperatura prevista Carico di calore Carico interno Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

45 Simulazione del carico di riscaldamento (richiesta di calore) 1200 Distribuzione ,4 43,1 Watt 600 % ,6 0, h 0 25% 50% 75% 100% % class Modello di simulazione del Prof. Hirschberg: Richiesta di calore di una casa nell arco di un anno 45 Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

46 Life Cycle Cost % Flusso (%) Tempo (%) Profilo di carico standard Angelo blu 46 Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

47 Distribuzione/applicazione dei sistemi di riscaldamento europei Sistemi di riscaldamento Radiatori Pannelli a pavimento Fan coils Radiatori Radiators/ convettori convectors Pannelli Floor a heating pavimento Fan coils M M M M 75% 12% 13% 47 Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

48 European methods of control Controllo della portata Controllo manuale della temperatura ambiente Valvola rad. termostatica (contr. temp. ambiente) Valvola rad. termostatica (contr. temp. ritorno) Valvola rad. termostatica (contr. temp. ambiente+ritorno) Nessun controllo Valvola Manual radiatore radiator manuale valve Valvola Thermostatic radiatore radiator termostatica valve Valvola Thermostatic radiatore radiator termostatica valve Valvola Thermostatic radiatore radiator termostatica valves Without Senza valvole valves Tubazione Flow pipe di mandata Tubazione Flow pipe di mandatatubazione Flow pipe di mandatatubazione Return pipe di ritornotubazione Return di pipe ritorno Manual room Room temperature Controllo temperature manuale control control Controllo temperatura temperatura ambiente ambiente Controllo Return temperature Room & return Controllo control temperatura temperatura temperature control ritorno ambiente e ritorno Nessun No controllo 49% 47% 2% 1% 1% 48 Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

49 Life Cycle Cost Costi energetici risultanti dalla moltiplicazione di: Ore di esercizio Potenza media della pompa in accordo al profilo di carico Prezzo di 1 kwh 49 Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

50 Life Cycle Cost Investimento iniziale, installazione e smaltimento: Investimento iniziale: prezzo d acquisto della pompa Costo d installazione : 1 ora di lavoro dell installatore ( ~ 30 EUR) Costo di smaltimento: 1 ora di lavoro dell installatore ( ~ 30 EUR) 50 Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

51 Life Cycle Cost Curva a vasca da bagno del grado di malfunzionamento del prodotto Grado di malfunzionamento λ Tipico grado di malfunzionamento λ dei circolatori: ~ 1...1,5 % all anno durata di vita reale Tempo t Guasti iniziali Guasti casuali λ = costante Guasti per usura Costo medio di riparazione: Grado di guasto x investimento iniziale 51 Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

52 Calcolo effettivo 52 Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

53 Life Cycle Cost Confronto di pompe diverse Parametri:* Q 100% = 16 m^3/h H 100% = 8 m pressione costante Angelo Blu nessun controllo notturno 6840 h / anno 0,12 EUR a kwh *medesime condizioni per tutti i seguenti calcoli salvo diversa specifica 53 Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

54 Life Cycle Cost Influenza dei tempi d esercizio 6840 h per anno 5000 h per anno 54 Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

55 Life Cycle Cost Influenza dei prezzi dell energia elettrica 0,08 EUR per kwh 0,15 EUR per kwh 55 Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

56 Life Cycle Cost Influenza sul carico della pompa Portata costante: 75% della portata prevista Portata costante: 50% della portata prevista 56 Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

57 Life Cycle Cost Calcolo del periodo di ammortamento costo: Ammortament o: 2 anni - Creare tabella di calcolo LCC per 2 pompe - Tracciare le linee del costo attuale sul periodo di esercizio - Il tempo di ammortamento è il valore del punto di intersezione 57 Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

58 Life Cycle Cost Ammortamento 2 anni Ammortamento 3,0 anni 6840 h per anno 5000 h per anno Influenza del tempo di esercizio 58 Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

59 Life Cycle Cost Ammortamento 1,75 anni Ammortamento 3 anni 0,15 EUR per kwh Influenza del costo dell energia 0,08 EUR per kwh 59 Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

60 Life Cycle Cost Tabella di calcolo LCC Calcolo LCC per 1 pompa Calcolo LCC per 2 pompe 60 Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

61 Wilo-Stratos Il grande passo in avanti nella tecnologia delle pompe 61 Risparmio energetico Direttive Eup/Erp - LCC

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