Deliberazione IX/2601 del 31/11/2011

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1 I NUOVI OBBLIGHI DI TERMOREGOLAZIONE E CONTABILIZZAZIONE INDIVIDUALE DEGLI IMPIANTI DI RISCALDAMENTO: QUALI OPPORTUNITA DI REALE RISPARMIO ENERGETICO? Termoregolazione, contabilizzazione, diagnosi energetica: ne vale la pena? Analisi di un tipico condominio a colonne montanti. La termoregolazione degli impianti centralizzati esistenti Ing. Laurent Socal - Presidente ANTA 1 28/02/2012 Deliberazione IX/2601 del 31/11/2011 Ha regolamento la data limite di installazione di sistemi di termoregolazione e contabilizzazione in tutti gli edifici esistenti dotati di impianti centralizzati. ne restano ben pochi Sanzioni: da 500 a 3000 Euro per unità immobiliare A carico del responsabile dell impianto A favore dell Ente di controllo (Comune o Provincia) L installatore conferma l avvenuta installazione con comunicato al CURIT Obblighi analoghi sono in vigore in Piemonte ed in Lazio 2 28/02/2012

2 DGR 8745 Articoli 6.1 e 6.2: Nuova installazione impianti, ristrutturazione, cambio generatore di calore 6.1: Caso generale Verifica rendimento globale medio stagionale η> log Pn 79 84% Verifica rendimento documentata con relazione allegato B Certificazione energetica per impianti nuovi e ristrutturati Certificazione energetica per cambio caldaia oltre 100 kw Diagnosi energetica in tutti i casi oltre 100 kw 6.2 Semplificazione nei casi di semplice sostituzione di generatori di calore Rendimento generatore al 100% > 93 95% Regolazione per singolo ambiente e centraline di regolazione climatica od oraria Non aumentare la potenza di più del 10% Equilibratura degli impianti centralizzati, sostituibile dalla contabilizzazione Fino a 35 kw non richiesta la relazione allegato B Oltre 100 kw, diagnosi e certificazione energetica 3 28/02/2012 Deliberazione IX/2601 del 31/11/2011 Punto 10 Sostituzione caldaie ed impianti Verifica rendimento globale medio stagionale η> log Pn 79 84% Verifica rendimento utile nominale al 100% > 90+2 log Pn 92 95% Se si cambia solo il generatore non occorre il rispetto del rendimento medio stagionale, basta utile nominale Nuovo generatore per impianto centralizzato regolazione per singolo ambiente e centralina di termoregolazione con sonda esterna che regoli la temperatura interna??? la centralina è derogabile se non si può installare??? negli impianti individuali non è obbligatoria la sonda esterna Solita norma salva canne fumarie collettive ramificate Sovrapposizione con DGR /02/2012

3 Potenza impianto Verifica rendimento globale medio stagionale Rendimento caldaia + regolazione + altro Relazione tecnica allegato B Certificazione energetica Diagnosi energetica Sostituzione generatore di calore fino a 35 kw da 35 kw a 100 kw oltre 100 kw Nuovo impianto oppure impianto ristrutturato fino a 35 kw da 35 kw a 100 kw oltre 100 kw X X X X X X X X X X X X Condizioni semplificate semplice cambio generatore di calore fino a 35 kw da 35 kw a 100 kw oltre 100 kw X X X solo per deroghe condizioni X X X X X X X X X X 5 28/02/2012 Impianti centralizzati esistenti: obblighi Dal cambio caldaia in su, rendimento globale medio stagionale non inferiore a 79 84% ( condensazione + termostatiche) Diagnosi energetica oltre 100 kw Regione Lombardia: sistematica di tutti gli impianti centralizzati esistenti NE VALE LA PENA? 6 28/02/2012

4 Che cosa è una diagnosi energetica Dlgs 115/08: Procedura sistematica volta a fornire un'adeguata conoscenza del profilo di consumo energetico di un edificio o gruppo di edifici, di una attivita' o impianto industriale o di servizi pubblici o privati, ad individuare e quantificare le opportunità' di risparmio energetico sotto il profilo costi-benefici e riferire in merito ai risultati Costruire un modello attendibile dell edificio: Perché consuma? Edificio? Impianti? Calcolo UNI-TS validato con consumi Individuare azioni che fanno risparmiare energia e soldi Andare in assemblea e spiegare 7 28/02/2012 Dal medico: Diagnosi energetica Campanello di allarme: FEBBRE Analisi dei sintomi : perché sei ammalato? Diagnosi: scelta delle medicine giuste, eventuali controindicazioni Esecuzione della terapia Verifica della guarigione Edificio/impianto Campanello di allarme: consumo elevato Analisi del sistema: perché consuma tanto Modello UNI-TS Diagnosi energetica scelta degli interventi valvole termostatiche, coibentazione edificio, condensazione con analisi costi benefici Esecuzione degli interventi Verifica del raggiungimento dei risultati previsti firma energetica 8 28/02/2012

5 Elemento essenziale di una diagnosi La diagnosi energetica è una procedura che deve produrre raccomandazioni per il miglioramento dell efficienza energetica efficaci sotto il profilo dei costi Il destinatario è il committente: nella diagnosi il committente deve trovare gli elementi utili per prendere una decisione. Occorre comunicare correttamente queste informazioni al committente non basta una relazione tecnica, occorre anche andare in assemblea e spiegare le raccomandazioni ai condomini 9 28/02/2012 Come individuare le raccomandazioni Costruire un modello attendibile dell edificio (UNI-TS e confronto con i consumi reali) Identificare i possibili interventi per ridurre i consumi energetici (utilizzare i conti della serva e verificare con il modello completo) Ipotizzare una sequenza coerente di intervento Per ogni intervento della sequenza Verificare la riduzione del consumo di combustibili Stimare la riduzione di costi Stimare il costo di ciascun intervento Valutare il tempo di ritorno: costo/riduzione costi Tempo di ritorno < 10 anni prestazione raggiungibile 10 28/02/2012

6 Come garantire la qualità della diagnosi Controlli a monte (formazione obbligatoria, esperienza pregressa, titolo di studio (quali?) fonte di polemiche, scarsa garanzia. Nel progetto di norma europea sulle diagnosi energetiche si stabilisce che ogni raccomandazione per la riduzione dei consumi energetici deve essere corredata, fra le altre cose, di una proposta di metodologia per verificarne l efficacia difficilmente discutibile: se non si ottiene risparmio energetico, qualunque sia il motivo, la diagnosi era sbagliata. L intervento è perfettamente riuscito ma il paziente è morto 11 28/02/2012 UN TIPICO EDIFICIO COSTRUITO NEGLI ANNI /02/2012

7 Perché termoregolazione e contabilizzazione? Palazzina 12 unità immobiliari Costruzione anni 60 Distribuzione a colonne montanti Compensazione climatica Caldaia tradizionale a gas Acqua calda sanitaria centralizzata 2383 Cgg S/V = 0, Sm³/anno / Su 911 m² EP HW = 220 kwh/m²anno 13 28/02/ /02/2012

8 15 28/02/2012 STATO INIZIALE RETE SBILANCIATA, SOTTOTETTO NON ISOLATO LAMENTELE PER BASSA TEMPERATURA ALL ULTIMO PIANO FINESTRE APERTE AL PIANO INTERMEDIO 16 28/02/2012

9 Primo passo della diagnosi conoscenza del profilo di consumo energetico Perché questo edificio consuma energia? prima di tutto perché disperde calore Si possono ridurre le dispersioni? 17 28/02/2012 Primo: coibentare? Costo di un sottotetto non isolato Trasmittanza 1,9 W/m²K Dispersioni annue 87,5 kwh/m² anno 1,90 W/m²K x 2400 Cgg x 0,80 x 24 h/gg Consumo energetico 135 kwh/m² anno 87,5 kwh/m² anno / 0,65 dove 0,65= η gms Costo combustibile 9,80 /m² anno 135 kwh/m² anno x 0,70 /m³ / 9,6 kwh/m³ 18 28/02/2012

10 Ogni anno il sottotetto 19 28/02/2012 Il conto della serva - 1 Trasmittanza iniziale W/m²K U 1 Trasmittanza finale W/m²K U 2 Fattore b locale b Costo combustibile /Nm³ c Gradi giorno Cgg GG Rendimento impianto % η Unità di misura combustibile Potere calorifico kwh/nm³ PCI CALCOLI Gradi ora Ch Gh Energia dispersa prima kwh/m² Q ls,1 Energia dispersa dopo kwh/m² Q ls,2 Riduzione dispersioni kwh/m² Q ls Risparmio di combustibile kwh/m² Q c Risparmio annuale /m² C Gh = GG 24 b Q Q Gh U 1000 [ Ch ] kwh m 1 ls,1 = 2 Gh U 1000 kwh m 2 ls,2 = 2 kwh Q ls = Q ls,1 Q ls,2 2 m Q ls 100 = η kwh m Q c 2 Q c c C = PCI m /02/2012

11 DESCRIZIONE Vetro Sottotetto Cappotto Finestra Trasmittanza iniziale W/m²K U 1 4,50 1,90 1,10 3,50 Trasmittanza finale W/m²K U 2 2,20 0,30 0,35 1,80 Fattore b locale b 1,0 0,8 1,0 1,0 Costo combustibile /Nm³ c 0,65 0,65 0,65 0,65 Gradi giorno Cgg GG Rendimento impianto % η Unità di misura combustibile Nm³ Nm³ Nm³ Nm³ Potere calorifico kwh/nm³ PCI 9,6 9,6 9,6 9,6 CALCOLI Gradi ora Ch Gh Energia dispersa prima kwh/m² Q ls, Energia dispersa dopo kwh/m² Q ls, Riduzione dispersioni kwh/m² Q ls Risparmio di combustibile kwh/m² Q c Risparmio annuale /m² C 12,0 6,7 3,9 8,8 Tempo di ritorno? 21 28/02/2012 Primo: coibentare?? ISOLAMENTO DEL SOTTOTETTO, RISPARMIO TEORICO SUI CONSUMI -20% RISPARMIO REALE MOLTO INFERIORE SENZA RIBILANCIARE LA RETE ED IN ASSENZA DI REGOLAZIONE PER ZONA O PER SINGOLO AMBIENTE NON SI PUO RIDURRE LA CURVA CLIMATICA consumi praticamente invariati 22 28/02/2012

12 Primo: (termo)regolare!! ISOLAMENTO SOTTOTETTO E VALVOLE TERMOSTATICHE LA REGOLAZIONE PER SINGOLO AMBIENTE PERMETTE CHE L INTERVENTO DI RIDUZIONE DELLE DISPERSIONI SI TRASFORMI IN UNA RIDUZIONE DEI CONSUMI L OBBIETTIVO NON E RIDURRE LE DISPERSIONI MA IL CONSUMO DI ENERGIA PRIMARIA Senza controllo, la potenza 23 28/02/2012 In alcuni casi per la termoregolazione NULLA DA FARE GIÀ FATTO NEI CASI IN CUI SI PUO INTERVENIRE, LA SOLUZIONE DI ROUTINE SONO LE VALVOLE TERMOSTATICHE 24 28/02/2012

13 Secondo: contabilizzare!! PER CONVINCERE AD UTILIZZARE LE VALVOLE TERMOSTATICHE CI VUOLE LA CONTABILIZZAZIONE IL RENDIMENTO DELL IMPIANTO IN CONDIZIONI STANDARD NON AUMENTA: CERTIFICAZIONE ENERGETICA INVARIATA SI RIDUCE IL FABBISOGNO (PER RINUNCIA AL SERVIZIO INUTILE) E QUINDI I CONSUMI CIO RISULTA DAL CALCOLO DI DIAGNOSI ENERGETICA 25 28/02/2012 Terzo: coibentare quanto possibile Coibentazione sottotetto Coibentazione interna Coibentazione sotto pavimento 26 28/02/2012

14 Quarto: cambiare il generatore IL GENERATORE DEVE ESSERE DIMENSIONATO PER IL CARICO RESIDUO DOPO AVER PRESO TUTTI I POSSIBILI ALTRI PROVVEDIMENTI PER IL RISPARMIO ENERGETICO E CAMBIANDO IL GENERATORE TUTTO L INTERVENTO PUO RIENTRARE NELLE DETRAZIONI FISCALI 55% 27 28/02/2012 Logica di intervento complessiva 1. Verificare se esiste un sistema di regolazione, se manca, installarlo subito per valorizzare anche tutti gli interventi sull involucro edilizio NOTA: la compensazione climatica non è un sistema di regolazione 2. Completare la regolazione con la contabilizzazione per fare in modo che la regolazione venga usata 3. Coibentare sottotetti ed altre superfici facilmente accessibili per ridurre i fabbisogni dell edificio 4. Sostituire il generatore di calore dopo aver ridotto i fabbisogni così tutto rientra nelle detrazioni 55% così si può scendere di potenza e semplificare le condizioni legali di installazione 28 28/02/2012

15 Descrizione Ne valeva la pena? RIASSUNTO COSTI/BENEFICI INTERVENTI Consumo Risparmio Costo intervento Tempo di ritorno Nm³/anno /anno /anno anni Stato iniziale , ,00 Valvole termostatiche Coibentazione sottotetto Caldaia a condensazione Sostituzione finestre , , , ,00 4, , , , ,00 3, , , , ,00 4, , ,00 851, ,00 50,7 Cappotto 8.200, , , ,00 27,3 Costo metano 0,65 /Nm³ 29 28/02/ kwh/m² /anno <5 anni 130 kwh/m² /anno o di pannelli FV?? 30 28/02/2012

16 Generatore Esercizio Prestazione Altri rendimenti Potenza al focolare del generatore kw 110 Rendimento combustione % 105 Perdite involucro % 1 Perdite camino spento % 0,2 Consumo periodo m³ CH kwh Ore di funzionamento generatore periodo h 2520 Potenza media periodo kw 57 FC - carico del focolare 0,52 Rendimento medio stagionale di generazione % 103,1 Calore utile generatore kwh Rendimento medio stagionale di distribuzione % 96 Rendimento medio stagionale di regolazione % 99 Rendimento medio stagionale di emissione % 93 Rendimento globale medio stagionale Rendimento globale medio stagionale minimo % 91,1 % 81,1 VERIFICA DI LEGGE SULL INTERVENTO Obbligo di caldaia e condensazione e valvole termostatiche nel caso di impianti centralizzati η lim = 75+3logPn 31 28/02/ ,0 90,0 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 Potenza media [kw] Il paziente è guarito? PRIMA DELL'INTERVENTO FIRMA ENERGETICA DI PROGETTO PRIMO ANNO DOPO L'INTERVENTO 0,0-5,0 0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 Temperatura esterna[ C] Firma energetica di un condominio dopo un intervento con rispetto delle previsioni progettuali 32 28/02/2012

17 Firma energetica di un edificio che non rispetta le previsioni progettuali. E evidente anche ad un profano la discrepanza fra previsione progettuale e stato di fatto realizzato: il paziente è morto! 33 28/02/2012 Prima conclusione I requisiti di legge sono severi ma per una volta sono sensati (!!!) ed obbligano a fare ciò che conviene DOVE STA IL PROBLEMA??? 34 28/02/2012

18 Incominciamo dall inizio Che cos è una valvola termostatica? E un regolatore di temperatura ambiente che agisce sulla portata dell acqua nel radiatore Una volta trovata la posizione (tipicamente 2...4) nella quale si ottiene la temperatura ambiente desiderata, non la si deve più toccare salvo chiuderla quando si intende spegnere l impianto per periodi prolungati 35 28/02/2012 La valvola termostatica E UN REGOLATORE DELLE TEMPERATURA AMBIENTE AGENTE SULLA PORTATA DELL ACQUA NEL RADIATORE L apertura dell otturatore è proporzionale alla differenza fra: Temperatura impostata dall utente sulla ghiera Temperatura ambiente misurata Quando la temperatura ambiente è uguale alla temperatura impostata sulla ghiera, la valvola termostatica è completamente chiusa Caratteristiche del corpo valvola: k v in funzione dell errore di temperatura (quanta acqua fa passare) Pressione differenziale massima (altrimenti la valvola diventa rumorosa) Caratteristiche della testa termostatica Tecnologia del sensore: cera, liquido 36 28/02/2012

19 Sensore A contatto con l aria ambiente, il liquido contenuto nella capsula si dilata e spinge l asta centrale e l otturatore ad essa collegato Manopola graduata Posizionando su si sceglie la temperatura ambiente desiderata Otturatore Al raggiungimento della temperatura impostata sulla manopola, l otturatore va in chiusura sulla sede 37 28/02/2012 Tecnologia della testa Sensore a cera tempi di reazione lunghissimi (ore) Elevata capacità termica del sensore Riscaldamento solo per conduzione Sensore a liquido tempi di reazione buoni Capacità termica Riscaldamento per conduzione e convezione Sensore a gas in condensazione reazione pronta Bass capacità termica Riscaldamento per conduzione e convezione La valvola termostatica è un regolatore P, perciò: La stabilità della regolazione (assenza di oscillazioni) dipende soprattutto dal tempo di reazione. Più breve è il tempo di reazione, più piccola potrà essere la banda proporzionale senza causare oscillazioni di temperatura 38 28/02/2012

20 Scale delle valvole termostatiche 39 28/02/2012 Bilanciamento Bilanciare l impianto vuol dire: 1. Distribuire i corpi scaldanti in base alla potenza delle dispersioni 2. Distribuire le portate di acqua in base alle potenze dei radiatori Controllo temperatura di ritorno Agire sui detentori? 40 28/02/2012

21 Bilanciamento corretto Se le portate sono corrette (cioè quanto basta!), lo sbilanciamento ha effetti disastrosi 41 28/02/2012 Bilanciamento all italiana Se le portate sono molto elevate, anche se la portata nel radiatore di destra si riduce a poco più della metà, lo sbilanciamento ha effetti modesti 42 28/02/2012

22 Regolazione a portata variabile 935 W 748 W 571 W 406 W 70 C 70 C 70 C 70 C 160 l/h 67,5 C 32 l/h 60 C 14 l/h 52,5 C 7 l/h 45 C 65 C 50 C 35 C 20 C 20 C 20 C 20 C 20 C RADIATORE DA 1000 W NOMINALI 43 28/02/2012 Effetto sulle portate L introduzione delle valvole termostatiche provoca il crollo della portata nell impianto l/h per radiatore l/h per appartamento 44 28/02/2012

23 Con l introduzione delle termostatiche L impianto funziona in maniera completamente diversa Il vecchio impianto scalda tutti i radiatori in maniera uniforme Il nuovo impianto emette calore solo dove serve Il vecchio impianto richiede una sempre un fiume di acqua Il nuovo impianto richiede poca acqua solo quando serve L impianto deve essere riprogettato Progettare = pensare prima di fare Progettare = fare il lavoro con la testa prima di farlo con le mani L utente deve essere informato ed istruito 45 28/02/2012 Banda proporzionale di progetto Affinchè nelle condizioni di progetto circoli acqua nella valvola, questa deve essere sufficientemente aperta Affinchè sia aperta, occorre accettare una differenza fra la temperatura impostata e la temperatura effettiva La BANDA PROPORZIONALE DI PROGETTO è la differenza fra temperatura impostata dall utente sulla ghiera e temperatura ambiente misurata che consente di far circolare la portata di progetto nel corpo scaldante servito Esempio: Banda proporzionale 1 C Impostazione valvola 20 C Tamb = 19 C in condizioni di progetto (-5 C esterno) Tamb = 19,0 19,5 20 C in condizioni di carico intermedie BANDA PROPORZIONALE REALE: è la differenza fra temperatura impostata e temperatura ambiente che fa circolare la portata di progetto tenuto conto della valvola installata e della prevalenza disponibile 46 28/02/2012

24 Verifica del punto di lavoro della valvola Diagramma portata/prevalenza in funzione della differenza (banda proporzionale) fra temperatura ambiente desiderata (set) temperatura ambiente effettiva in condizioni di progetto 47 28/02/2012 Partenza a freddo Valvola spalancata Prevalenza = 1 m c.a. Portata = 430 kg/h CORTO CIRCUITO IDRAULICO! 48 28/02/2012

25 Preregolazione La preregolazione della valvola termostatica (limitazione della corsa di apertura dell otturatore indipendentemente dalla temperatura ambiente) va impostata in conformità al punto di lavoro di progetto della valvola A cosa serve la preregolazione? Avviamento da freddo dopo la fermata notturna Funzionamento attenuato dell impianto Prevenzione di transitori esagerati apertura finestra aumento della temperatura impostata dall utente In funzionamento, ogni radiatore dispone sempre della portata di progetto. Di più non serve!! 49 28/02/2012 PREREGOLAZIONE 50 28/02/2012

26 Calcolo della preregolazione Potenza 1 kw DT = 20 C Portata = 43 kg/h P ammissibile = 0,5 1 m c.a. Preregolazione = 4 5 Non necessaria una grande precisione. Serve solo a superare i transitori 51 28/02/2012 Dimensionamento delle valvole Verifica dimensione minima quasi sempre verificata Calcolo della preregolazione Impianto esistente da dimensioni radiatori ed UNI Impianto nuovo da potenze di progetto 52 28/02/2012

27 Calcolo potenza radiatore Rilievo delle dimensioni e della tipologia dei radiatori Potenza con T 60 C: P [W] = 314 x S + C x V S espressa in m² contributo dell irraggiamento V espresso in m³ contributo per convezione C [W/m³] : da colonne piccole Alluminio S = 2 x (H x L + H x P + L x P) V = L x H x P (lunghezza, altezza, profondità o spessore) 53 28/02/ /02/2012

28 55 28/02/2012 Scelta della pompa: giri fissi AL RIDURSI DELLA PORTATA CIRCOLANTE AUMENTA LA PRESSIONE DIFERENZIALE A CAVALLO DELLE VALVOLE TERMOSTATICHE 56 28/02/2012

29 Pompe elettroniche Dispositivo a controllo elettronico parametrizzazione A giri fissi A pressione costante impianti a zone A pressione proporzionale valvole termostatiche 57 28/02/2012 Scelta della pompa: giri variabili SCEGLIENDO LA REGOLAZIONE A PRESSIONE PROPORZIONALE (ALLA PORTATA), LA PRESSIONE DIFFERENZIALE A CAVALLO DELLE VALVOLE TERMOSTATICHE E APPROSSIMATIVAMENTE COSTANTE. ATTENZIONE ALLA PENDENZA DELLA CARATTERISTICA DELLA POMPA 58 28/02/2012

30 Dimensionamento della pompa Portata: potenze corpi scaldanti, T 20 C Prevalenza (valori indicativi): 1,2 2,0 m c.a per le valvole 1,0 2,0 m c.a. per le tubazioni Perdita in caldaia + accessori totale 2 5 m c.a. (mai oltre perché altrimenti su superano i 3 m c.a. a portata nulla) Impostazione: curva a pressione proporzionale Indicare l estremo della curva che passa per il punto di lavoro Verificare che la pompa sia adatta per portata nulla 59 28/02/2012 Pompa errata per eccesso di prevalenza 60 28/02/2012

31 Pompa errata per eccesso di portata 61 28/02/2012 POMPA CORRETTAMENTE DIMENSIONATA 62 28/02/2012

32 Uso delle valvole termostatiche Le valvole termostatiche si dovrebbero utilizzare in tutti gli impianti perché Si bilancia automaticamente l impianto Gli apporti gratuiti, le perdite recuperabili e gli effetti degli interventi di isolamento dell involucro edilizio si valorizzano solo con una regolazione per singolo ambiente Permettono di utilizzare liberamente radiatori sovradimensionati Permettono di abbassare la temperatura di ritorno dell impianto Il costo si ammortizza tipicamente in 3-5 anni La regolazione per singolo ambiente in TUTTI i nuovi impianti è obbligatoria. sin dal DPR 412/93 del 1993 Richiedono attenzione nel loro utilizzo e nel dimensionamento della pompa di circolazione 63 28/02/2012 Note sull uso delle valvole termostatiche Dispositivo efficace ma che richiede una riprogettazione dell impianto e del suo utilizzo Alcune semplici regole da rispettare per evitare problemi Installare su tutti i corpi scaldanti Cambiare la pompa e parametrizzarla correttamente Preregolazione necessaria negli impianti centralizzati che funzionano ad intermittenza Compatibile con cronotermostato (tarato a 25 C di giorno, temperatura desiderata in attenuazione) - INFORMAZIONE ALL UTENTE - CONTABILIZZAZIONE PER MOTIVARE L UTENTE e collaborazione amministratore/progettista/installatore 64 28/02/2012

33 Le solite osservazioni Il radiatore non funziona: è freddo sotto Il radiatore è freddo sotto: è pieno d aria (!!) Prima tutti i radiatori erano caldi, adesso mi tocca regolare le valvole altrimenti quello dell atrio rimane freddo La termostatica taglia gli sprechi E un termostato : trovata la posizione giusta non va più toccato 65 28/02/2012 Termostatiche e contabilizzazione Impianto autonomo: scelgo quando consumare e pago in base al consumo Contabilizzazione senza regolazione: inutile perché non posso decidere il consumo Regolazione senza contabilizzazione: poco utile perché non sono motivato ad impiegarla termostatiche + contabilizzazione 66 28/02/2012

34 Chi cerca guai li trova pure 67 28/02/2012 Impianti estesi La rete che collega edifici diversi provoca perdite di calore e consumi elettrici non recuperati /02/2012

35 Esempio: quanto disperde una rete Tubazione da 2, λ = 0,038 W/m K S = 40 mm, singola in aria: 0,24 W/K S = 40 mm, coppia incassata a muro: 0,25 W/K S = 0 mm in aria: 1,8 2,3 W/K (40 80 C) S = 0 mm, coppia incassata a muro: 2,2 W/K Con 0,25 W/K T = 30 C per 4000 ore/anno 30 kwh 3 m³ di metano 2,10 /anno per ogni metro di tubazione isolata o 16 /m all anno per ogni metro non isolato 70 28/02/2012

36 PERDITE DELLA RETE (ISOLATA SECONDO DPR 412/93) 40 UNITA IMMOBILARI 100 MWh/anno 250 m³ di metano per ogni unità immobiliare η d = 90 35% TELERISCALDAMENTO Un esempio pratico Edificio progettato nel 1999 e realizzato nel 2000 Fonte di calore: teleriscaldamento di quartiere Rete interna: Scambiatore Rete a circolazione permanente Satelliti di utenza con valvole a 3 vie per il circuito riscaldamento e scambiatore per la produzione istantanea di acqua calda sanitaria Valore di rendimento di distribuzione dichiarato e sottoscritto con la dichiarazione di rispondenza del progetto: 0,96 0,97 La realtà, dopo aver ricalcolato le perdite con UNI e tenuto conto in maniera analitica delle perdite recuperate : Rendimento di distribuzione nel funzionamento invernale: < 0,90 Rendimento di distribuzione nel funzionamento estivo: < 0,35 (nel funzionamento estivo equivale ad un ricircolo) Se si tiene conto anche dei consumi elettrici, altro 3% nel funzionamento invernale

37 Cosa conta realmente Le reti disperdono molto più calore di quanto comunemente si creda Non è solo questione di coibentazione. Conta molto anche A quale temperatura lavora la rete? Per quanto tempo la rete è in temperatura? Le dispersioni sono proporzionali al carico? Il calore è recuperato o perso? Soluzioni possibili Impianti autonomi: coibentazione di sottotetti e strutture accessibili, cambio generatore per obsolescenza Impianti condominiali in singolo corpo fabbrica: termostatiche, contabilizzazione, isolamento sottotetto, caldaia a condensazione Impianti estesi (più corpi fabbrica alimentati dalla medesima centrale): difficile attuare con semplicità la termoregolazione, rischio di perdite elevate a causa delle reti estese Soluzioni possibili Studio accurato della rete di distribuzione, regolatori di pressione differnziale Suddivisione in impianti centralizzati più piccoli 74 28/02/2012

38 Teleriscaldamento e termostatiche Il punto critico sta nel dimensionamento dello scambiatore Nelle condizioni contrattuali occorre tenere conto non solo della potenza massima ma anche delle «condizioni di fornitura» temperatura di mandata e portata. Attenzione al prezzo per kwh /02/2012 RETE DI TELERISCALDAMENTO LIMITE DI FORNITURA Tint 20 C Test,des - 5 C Tman,des 70 C Tman,des 70 C Pdes 100 kw DPdes 2 m c.a. Pdes 100 kw Qdes 8,6 m³/h Trit,des 60 C Tmed,des 65 C MWh SCAMBIATORE Scambiatore da teleriscaldamento Lo scambiatore sostituisce in tutto e per tutto la caldaia. Chi progetta lo scambiatore deve dimensionarlo, cioè sceglierlo in funzione delle caratteristiche del carico da alimentare. E facile dimensionare una caldaia, lo è molto meno dimensionare uno scambiatore 76 28/02/2012

39 RETE DI TELERISCALDAMENTO LIMITE DI FORNITURA Tint 20 C Test,des - 5 C Tman,des 71 C Tman,des 71 C T Pdes 95 kw DPdes 0,8 m c.a. Pdes 95 kw Qdes 5,5 m³/h Trit,des 56 C Tmed,des 63 C MWh SCAMBIATORE Scambiatore da teleriscaldamento e termostatiche Chi sceglie lo scambiatore per alimentare un impianto con valvole termostatiche deve tener conto delle esigenze specifiche del sistema servito. Deve anche tenere conto del fatto che le prestazioni dello scambiatore dipendono dalla potenza disponibile nella rete a monte /02/2012 LIMITE DI FORNITURA Tman,des (70 C) Pdes (2 m c.a.) Pdes (100 kw) Qdes (8,6 m³/h) Punto di consegna dell energia La fornitura di energia non è solo una questione di potenza contrattuale (e di /kwh). Nelle condizioni di fornitura devono essere specificate anche la temperatura e la portata. Allo stesso modo, la fornitura di gas o di energia elettrica comprende nelle condizioni contrattuali anche la pressione e rispettivamente la tensione di formitura /02/2012

40 Dove stava il problema? Per realizzare impianti di termoregolazione e contabilizzazione funzionanti correttamente e gestirli con soddisfazione dell utente occorrono: Un gioco di squadra fra progettista, installatore, manutentore, gestore ed amministratore: tutti devono dare le medesime informazioni all utente Operatori esperti che facciano correttamente il LORO mestiere interfacciandosi con gli altri operatori altrimenti si rischia di trasformare una delle poche opportunità di business sano nell ennesima fregatura per l utente 79 28/02/2012 Conclusioni I requisiti di legge sono severi ma obbligano a fare interventi utili ed efficaci Negli impianti autonomi, a parte qualche coibentazione semplice, ci sono soprattutto interventi da fare in caso di. Negli edifici condominiali ci sono molti interventi (soprattutto impiantistici) che conviene fare ora e subito La buona riuscita degli interventi nei condomini richiede collaborazione fra operatori competenti e motivati. Per motivare i proprietari ad intervenire e per distinguere i professionisti seri dai poco seri, occorre dare una garanzia di prestazione (consumo massimo garantito) individuare una figura che controlli l intero intervento, faccia da interfaccia unica nei confronti del committente e si renda responsabile della prestazione garantita 80 28/02/2012

41 Perché abbandonare gli impianti centralizzati esistenti? Costa molto meno installare un sistema di termoregolazione e contabilizzazione che dover rifare tutti gli impianti interni nelle unità immobiliari La contabilizzazione induce l utente ad utilizzare correttamente la termoregolazione ciò permette recuperi energetici consistenti 81 28/02/2012 Un sistema di contabilizzazione dei consumi Consente di pagare in base ai consumi senza avere un impianto autonomo Può provocare sorprese: gli appartamenti più sfavoriti ricevono un conto salato (in realtà fa vedere quello che prima non si guardava ) E più equa degli impianti autonomi con una giusta quota ripartita a millesimi, che deve corrispondere al costo della disponibilità del servizio. Per fare un sistema di contabilizzazione occorrono: Apparecchiature di misura Contacalorie diretti, ripartitori, atri sistemi Progettazione, installazione e collaudo del sistema Un criterio di ripartizione (UNI 10200) La gestione del sistema Letture ed esecuzione dei conteggi ordinari Manutenzione del sistema e gestione casi anomali 82 28/02/2012

42 Contacalorie diretto Diretto?! Si fonda sulla misura separata di: Volume d acqua che transita (impulsi provenienti da un contalitri) Differenza di temperatura fra mandata e ritorno Calcola la quantità di calore transitata ad ogni scatto del lanciampulsi sulla base della differenza di temperatura fra mandata e ritorno Somma progressivamente il calore transitato Deduce (o indica separatamente!) il calore ripreso dalla caldaia quando è in stand-by E costituito da Contatore volumetrico a turbina, ad ultrasuoni od elettrodinamico Sonde di temperatura di mandata e ritorno (tipicamente PT1000) Unità di calcolo 83 28/02/2012 Principio del contacalorie diretto ESEMPIO All arrivo di 1 impulso Volume = 1 litro 1 kg T = = 3 C Energia = 1 kg x 3 C x 1 kcal/kg C = 3 kcal = 3,48 Wh Problemi: Precisione nel T Precisione nel volume 84 28/02/2012

43 Struttura tipica di un impianto centralizzato a zone con contabilizzazione Si predispone una derivazione per ogni zona. Su ogni derivazione vanno installati: Una valvola per poter comandare l accensione della zona (ad esempio, da cronotermostato) Un contacalorie per misurare il calore prelevato Sono possibili numerose varianti nella scelta del collegamento della zona (a 2 o 3 vie) e nel collegamento interno alla zona /02/2012 Misura del volume di acqua A turbina (come contatore dell acqua): Economico Bassa precisione con basse portate Spesso integra il sensore di temperatura di ritorno e l elettronica per il calcolo Ad ultrasuoni: Un po più costoso Precisione superiore, soprattutto alle basse portate Elettrodinamici Tensione indotta dal passaggio dell acqua in un campo magnetico Utilizzato nei grandi impianti 86 28/02/2012

44 Dimensionamento del sensore di portata Determinare le portate minime e massime nel punto di installazione Verificare la perdita di carico massima Verificare che non si esca dal range di precisione garantita alle basse portate Se non si riescono a soddisfare tutte le condizioni, passare a tipologie con bassa perdita di carico ed elevata precisione alle basse portate (ultrasuoni e eletrodinamico) 87 28/02/2012 Esempio di caratteristiche DN Qn Qmax Qt Qmin Kvs Δp a Qn m³/h m³/h It./h It./h m³/h m c.a. Tmax 1/2" 1, ,4 90 C 3/4" 2, ,7 90 C 1" 3, ,5 90 C 1"1/ ,5 90 C ,4 120 C ,5 120 C ,3 120 C C Qn: Portata massima continua Qmax Portata massima temporanea (danni immediati) Qt Portata minima con errore ± 2% Qmin Portata minima con errore ± 5% Kvs Portata con P = 1 bar (con P = 1 m c.a Kvs/3) 88 28/02/2012

45 Misura della temperatura Normalmente viene eseguita con sonde PT 100 o PT 1000 accoppiate in fabbrica non mescolare le sonde! I pozzetti devono essere realizzati correttamente (investiti dal flusso) e la sonda deve essere correttamente inserita nel pozzetto Precisione tipica di misura: 0,1 C con installazione a regola d arte /02/2012 Errori da evitare Utilizzo del contacalorie in circuiti ad elevata portata e basso T Contacalorie costoso (la taglia dipende dalla portata) Misura di T inaffidabile: un piccolo errore sulla singola temperatura causa un grosso errore nella differenza di temperatura (con T = 3 C errore 0,1 C = 3,3 %) Esempio: misura dell energia fornita ad un condominio con contacalorie posto dopo la valvola miscelatrice comandata dalla regolazione climatica Utilizzo di contacalorie sovradimensionati Inutilmente costoso La misura del volume diventa imprecisa alle basse portate 90 28/02/2012

46 Dove installare il contacalorie Se si installa il contacalorie dopo la valvola miscelatrice aumenta la portata e si riduce il T ci vuole un contatore di taglia maggiore e decade la precisione Il contacalorie va installato a monte della valvola miscelatrice L utilizzo di valvole termostatiche garantisce T elevati Potrebbe essere necessario fare attenzione al funzionamento a bassissima portata nelle mezze stagioni SI NO 91 28/02/2012 Contatori sui singoli corpi scaldanti Principio di misura: La potenza erogata da un radiatore dipende da Dimensioni del radiatore parametro iniziale Temperatura del radiatore misura Temperatura ambiente 20 C o misura Si rileva la potenza ad intervalli fissi e si accumula l energia calcolata durante l intervallo Non fornisce l energia erogata ma delle unità di ripartizione (?) 92 28/02/2012

47 Potenza emessa [W] Potenza radiatore in funzione della temperatura media dell'acqua Temperatura media dell'acqua [ C] 62 C SE IL SENSORE DI TEMPERATURA È POSIZIONATO ALL ALTEZZA CORRETTA, LA TEMPERATURA DEL RADIATORE PERMETTE DI RISALIRE ALLA POTENZA EROGATA IN QUEL MOMENTO SENSORE TEMPERATURA MEDIA E TRASMISSIONE DATI 93 28/02/2012 Realizzazione pratica Un apparecchio di misura su ogni radiatore Parametrizzato in base alle dimensioni ed alla tipologia del radiatore (UNI 10200) Deve essere applicato alla quota corretta Lettura dell energia erogata Lettura locale (vecchi contatori ad evaporazione) Lettura via radio con concentratori Alimentazione dei ripartitori: batterie con durata 10 anni Concentratori ai piani per raccogliere i dati e ritrasmetterli su richiesta (Wi-Fi con PC locale oppure via GSM) Distanza massima ripartitori dai concentratori : ad impianto nuovo la portata sembra maggiore. La comunicazione deve essere garantita anche con batterie vecchie /02/2012

48 Struttura tipica di un impianto a colonne montanti dotato di contabilizzazione con sensori sui singoli radiatori ( ripartitori ). La lettura si effettua con un PC passando sull impianto oppure via GSM 95 28/02/2012 Alcune considerazioni pratiche Scegliere i modelli con doppio sensore Curare l installazione del ripartitore, utilizzando le staffe previste per il tipo di radiatore Rispettare l altezza di installazione come percentuale dell altezza del radiatore Sostituire i termoconvettori con radiatori Ogni singolo ripartitore deve essere parametrizzato per dare all utente un indicazione proporzionale al consumo Scegliere modelli con batterie sostituibili altrimenti dopo 10 anni si butta via tutto Documentare il rilievo dei radiatori e la corrispondenza esatta con i ripartitori installati 96 28/02/2012 Sensore radiatore Sensore ambiente

49 Procedura installazione ripartitori Sopralluogo per rilievo dimensioni e tipo di corpi scaldanti Calcolo della potenza di ciascun corpo scaldante Creazione dell elenco dei ripartitori per ogni singolo locale Installazione e posa dei ripartitori, ciascuno sul suo corpo scaldante Posa dei ripetitori ai pianerottoli Attivazione e verifica visibilità di tutti i singoli ripartitori Consegna all amministratore di copia della documentazione di mappatura dell impianto con potenza e matricola ripartitore di ciascun corpo scaldante Buona parte delle operazioni coincide con quelle richieste per la realizzazione dell impianto di termoregolazione 97 28/02/2012 NON È SOLO INSTALLAZIONE La contabilizzazione deve essere anche una gestione accurata e competente L impianto nasce da un elenco di utenze preciso Occorre fare verifiche di plausibilità sui dati letti. I calcoli di ripartizione presuppongono un calcolo termotecnico per determinare la quota di energia a consumo e quella a millesimi. La reportistica per l amministratore deve essere completa mentre quella per l utente finale deve essere chiara e comprensibile 98 28/02/2012

50 Altri sistemi Esistono anche altri sistemi per generare unità di ripartizione. Ad esempio: contaore sulle valvole di zona. Devono essere compensati in base alla temperatura di mandata. Si deve tenere conto del tempo di raffreddamento del radiatore (20 90 minuti) altrimenti si commettono gravi errori. Se sono legati ad una valvola di zona, occorre informare l utente che non deve chiudere nessun radiatore Siamo in attesa di norme specifiche chiare Potenza [W] Potenza erogata da un radiatore da 1000 W Ghisa Tempo [minuti] Alluminio Tempo apertura valvola 50% Potenza media ghisa 90% --- Potenza media alluminio 75% 99 28/02/2012 Criteri di ripartizione Principio generale di ripartizione secondo UNI il prelievo volontario, cioè l energia erogata dai corpi scaldanti deve essere conteggiata a consumo Il prelievo involontario (energia corrispondente alle perdite del generatore e della rete di distribuzione) va ripartito in base ad una proporzione fissa (a millesimi), così come tutte le spese legate alla mera disponibilità del servizio (quota per potenza impegnata). Negli impianti a condensazione, valutare le perdite rispetto al potere calorifico superiore. La quota a ripartizione fissa può essere Misurata anno per anno dalle apparecchiature di contabilizzazione Determinata una volta per tutte in sede di diagnosi energetica Decisa dal condominio in assemblea (valore comune per il servizio riscaldamento, in presenza di impianto a colonne montanti ed edificio occupato: 30 40%) /02/2012

51 Q 1 Schema di principio ripartizione dei costi Q 2 Q 3 Il calore prelevato volontariamente dai singoli utenti (Q 1 + Q Q n ) a seguito di loro decisione deve essere fatturato a consumo. Q tot Il resto (Q tot ΣQ i ) deve essere ripartito a millesimi perché si ripartisce in tutto l edificio /02/2012 Calcolo delle quote di energia a millesimi ed a consumo Impianto senza contacalorie di centrale Energia totale (quota a millesimi + quota a consumo): Combustibile x potere calorifico Energia a consumo: Energia totale x rendimento di generazione - perdite di distribuzione Attenzione: le perdite vanno stimate col metodo analitico NON si può usare il valore di tabella UNI TS 11300, che tiene conto solo delle perdite non recuperate Energia a millesimi Energia totale Energia a consumo Impianto con contacalorie di centrale (servizi energia) Energia a consumo: lettura contacalorie - perdite di distribuzione (vedi nota sopra) Acqua calda sanitaria Energia a consumo Volume d acqua prelevato x (T immissione in rete T acquedotto) x Calore specifco /02/2012

52 Criteri di ripartizione Ammortamenti di impianti (ristrutturazione impianto, manutenzioni straordinarie, ecc.) In base alla tabella millesimale di riscaldamento Di competenza della proprietà Quota riscaldamento a millesimi (manutenzione, perdite generatore e di rete, ecc.) In base alla tabella millesimale di riscaldamento Di competenza dell occupante l unità immobiliare Quota riscaldamento a consumo In base alle letture degli apparecchi di contabilizzazione Di competenza dell occupante l unità immobiliare /02/2012 Contabilizzazione dell acqua calda sanitaria Strumentazione richiesta Contabilizzare l energia richiesta per la produzione con un contacalorie sul primario dello scambiatore Q A Contabilizzare il volume di acqua prelevato dai singoli utenti Q U,i Q U,i = V i x (T boll T fredda ) x 1,16 kwh/ C m³ fatturare a consumo Contabilizzare il volume totale immesso nel bollitore (verifica) Contabilizzazione del resto Q mill = Q U Q A a millesimi Il prezzo di Q A si determina come se fosse un utenza T boll di riscaldamento T fredda, V V i Q A Q U /02/2012

53 L impianto di contabilizzazione decide un esborso in denaro. Il sistema e la sua gestione devono essere solidi per prevenire e reggere le inevitabili contestazioni!!! /02/2012 Errori frequenti nel passato Le valvole termostatiche fischiano Le valvole termostatiche non funzionano I ripartitori danno i numeri I contacalorie diretti non funzionano I gestori rovinano gli impianti Per risparmiare occorre spegnere gli impianti In alcuni locali fa freddo L impianto consuma più di prima Pompe con prevalenza fissa ed esagerata Impiego di tipi economici a dilatazione di cera, con tendenza al grippaggio estivo, mal posizionate Occorre posizionarli accuratamente, rilevare la dimensione dei radiatori, fare una conduzione equilibrata dell impianto ed effettuare i conteggi per l amministratore Montati su impianti con T troppo bassi. Molti contacalorie smettono di contare se T < 1 C Zero investimenti, riduzione della temperatura in caldaia (condensazione) in generatori non previsti per questa marcia Vero solo con vecchi generatori atmosferici o con pessima coibentazione Aumento della potenza della caldaia anziché ridurla e bilanciare l impianto Errata individuazione delle cause del consumo Errato impiego di caldaie a condensazione /02/2012