CASO PRATICO SITUAZIONE ANTE INTERVENTO

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1 CASO PRATICO Efficientamento di edificio ad uso residenziale mediante sostituzione del generatore di calore a gas GPL con Pompa di Calore ad alta efficienza per la climatizzazione e produzione ACS, realizzazione di impianto di produzione di energia elettrica da conversione fotovoltaica, ottimizzazione della distribuzione idraulica e della regolazione. Edificio monofamiliare a Due Carrare (PD) costruito nel 1990 Zona climatica E gradi giorno = Superficie netta riscaldata = 180 mq Volume lordo riscaldato = 520 mc SITUAZIONE ANTE INTERVENTO Premettiamo che già nel 1990 era stata prevista la realizzazione di un sistema impiantistico per il riscaldamento piuttosto avanzato per l epoca. Effettivamente il sistema di riscaldamento previsto era ed è rimasto un sistema radiante a pavimento realizzato con il tubo della WIRSBO (primo grande produttore di tubo in polietilene reticolato PEX) che prevedeva da progetto una potenza termica totale pari a 12 kw, suddivisa sui due piani (PT = W P1 = W). Il generatore di calore previsto era una caldaia murale della Vaillant, ottimo generatore ma non ancora a condensazione poiché all epoca se ne cominciava a parlare appena. Il tipo di combustibile impiegato era gas GPL, preferito al metano per l allora troppo elevato costo di allacciamento richiesto dal distributore della rete del gas metano. Il sistema di distribuzione non prevedeva una suddivisione impiantistica anche se sono stati previsti due collettori delle piastre radianti (uno per piano). Infatti la circolazione del fluido di riscaldamento era affidata al circolatore della caldaia che spingeva in ambedue i collettori contemporaneamente. Dal punto di vista della regolazione essa era affidata ad un regolatore climatico con ottimizzatore e cronotermostato ambiente generale per l edificio. Le temperature di progetto previste per il sistema erano le seguenti : TE = -5 C TM = 40 C 1

2 Dati di consumo Per una analisi corretta dei dati generali dei consumi per il riscaldamento sono stati presi in considerazione i valori riferiti alle stagioni invernali 2012/2013 e 2013/2014. Poiché si trattava di stagioni sostanzialmente diverse in termini climatici, si è proceduto alla mediazione delle due stagioni portando ai seguenti risultati: Consumo medio GPL per stagione = lt (dal 15 ottobre al 15 aprile) Prezzo GPL medio del periodo = 1,09 /lt (comprensivo di IVA) SPESA MEDIA PER CONSUMO GPL = 3.950,00/stagione Nota : In effetti il costo attuale del GPL è molto superiore a quello indicato, arriva anche a 1,2-1,4 /lt SITUAZIONE POST INTERVENTO E stato realizzato l impianto fotovoltaico di potenza nominale pari a 6 kw. L impianto, in esercizio dal 27 dicembre 2011, produce mediamente kwh/anno ed è allacciato alla rete elettrica di ENEL distribuzione. Usufruisce di incentivi del IV Conto Energia e l energia scambiata è regolata da una convenzione di Scambio Sul Posto (SSP) con il GSE. Dopo aver provveduto ad eliminare il piano di cottura con i fuochi a gas sostituendolo con uno in vetroceramica a funzionamento elettrico, si è pensato di produrre l acqua calda per usi sanitari con una Pompa di Calore specifica di tipo monoblocco con serbatoio d accumulo di 300 lt. La PdC per ACS, modello Caleo 300 fornita da TEMPLARI Srl, è entrata in esercizio nell estate del Successivamente si è provveduto alla sostituzione del generatore di calore a gas con una Pompa di Calore ad alta efficienza, il modello KITA-M di TEMPLARI Srl e all adeguamento della circuitazione dotando i collettori di piano di un proprio circolatore elettronico ad alta efficienza. 2

3 Per quanto riguarda la regolazione si è pensato di programmare l elettronica della PdC con una curva climatica e di controllare la temperatura ambiente intervenendo sui circolatori di ogni singola zona con un proprio cronotermostato indipendente. La PdC per riscaldamento è entrata in esercizio il 20 ottobre Per verificare i consumi di energia elettrica per singola utenza sono state dotate ambedue le PdC di contatori di energia elettrica monofase mod. Conto D2 della IME. Dati di consumo al 25/03/2015 Riportiamo di seguito le immagini delle letture effettuate alle ore 09:00 del 25/03/2015. Pompa di Calore per riscaldamento. Lettura kwh Pompa di Calore ACS. Lettura 666,2 kwh 3

4 In realtà il contatore della PdC per ACS è stato installato il 20 novembre 2014 pertanto si è stimato un consumo effettivo pari a circa 800 kwh. La fornitura di energia elettrica avviene attraverso un allacciamento con utenza in prelievo di 6 kw (6,6 kw max) con contratto presso ENEL ENERGIA e tariffa applicata D1 per l utilizzo sperimentale di Pompe di Calore per riscaldamento domestico. Dalla bolletta ENEL ENERGIA si è verificato il costo effettivo del kwh elettrico in tariffa D1 (che in realtà è stata richiesta i primi di novembre ed applicata il primo dicembre). Pertanto i dati effettivi sono i seguenti : Consumo energia elettrica per stagione = = kwh Tariffa EE (Energia Elettrica) = 0,23 /kwh (IVA inclusa) SPESA MEDIA PER CONSUMO EE = 959,00/periodo Poiché la stagione invernale non è ancora conclusa ed i dati di consumo del GPL sono stati estrapolati a consuntivo stagionale, si è stimato il consumo effettivo stagionale medio in kwh pari a con il conseguente risultato : SPESA MEDIA PER CONSUMO EE = 1.035,00/stagione 4

5 CONSIDERAZIONI FINALI Spesa per la sostituzione del generatore. DESCRIZIONE Spesa per fornitura delle due pompe di calore, degli accessori per l ottimizzazione della circuitazione e delle spese di installazione generali (IVA inclusa) Contributo Conto Termico per sostituzione caldaia (in due anni) SPESA EFFETTIVA Risparmio annuo conseguito con la sostituzione del generatore. DESCRIZIONE Spesa annua per fornitura GPL Spesa annua per fornitura EE RISPARMIO ANNUO Tempi di Pay-back. DESCRIZIONE Tempo rientro investimento senza impianto fotovoltaico (Costo effettivo impianto / risparmio annuo = / 2.915) Tempo rientro investimento con impianto fotovoltaico (Costo effettivo impianto / spesa annua GPL = / 3.950) Anni 3,5 Anni 2,8 Consumi di Energia Elettrica. DESCRIZIONE kwh Energia elettrica per riscaldamento e ACS invernale Energia elettrica per ACS estiva 250 Energia elettrica per usi domestici (illuminazione, elettrodomestici) TOTALE CONSUMO ANNUO EE

6 Rispetto alla produzione di EE dell impianto FV restano ancora circa 900 kwh a disposizione per eventuale utilizzo della PdC in funzione di raffrescamento. Con l installazione dell impianto fotovoltaico (che ha comportato un investimento iniziale che verrà coperto dall incentivo del Conto Energia) oltre a diminuire il tempo di pay-back, in effetti si ottiene un risultato molto più interessante e cioè l azzeramento quasi totale delle spese di EE con la conseguenza di eliminare i costi di gestione energetica per gli anni futuri. Vorremmo evidenziare che dal punto di vista climatico la stagione invernale è stata mediamente rigida con parecchie giornate di temperatura esterna sotto lo zero e con punte di -7, -8 C e con umidità relativa anche superiore al 90%. Data la presenza di persone anziane la temperatura ambiente è stata mantenuta costante con valori mediamente un pò superiori a 20 C durante il giorno, mentre un piccolo abbassamento notturno dell acqua di mandata è stato previsto nelle ore notturne. 6

7 Da un punto di vista squisitamente energetico è interessante fare alcune altre considerazioni. Secondo le linee guida nazionali per la certificazione energetica degli edifici i fabbricati vengono classificati in base ad un indice di prestazione energetica globale (EPgl) così definito: EPgl = EPi + EPacs + EPe + EPill [kwh/(m2 anno)] Dove: - EPi = indice di prestazione energetica per la climatizzazione invernale, - EPe = indice di prestazione energetica per la climatizzazione estiva, - EPacs = indice di prestazione energetica per la produzione di acqua calda sanitaria, - EPill = indice di prestazione energetica per illuminazione artificiale. Sono definite le varie classi in cui può rientrare questo indice, ognuna individuata da una lettera dalla A alla G. La classe A è quella più prestazionale, cioè quella con il minor consumo di energia e la classe G è quella con la minore efficienza, cioè con il maggior consumo. In base al tipo di fabbricato, alle sue dimensioni e ai dati rilevati in questo caso pratico, fra gli indici sopra riportati prenderemo in considerazione solo EPi ed EPacs al fine di stabilire una corrispondenza tra l indice pre intervento e quello post intervento. Il fabbisogno energetico reale dell edificio prima dell intervento risulta dal consumo di gas liquido (GPL) per riscaldamento e ACS. Pertanto è dato dall energia consumata attraverso i litri di GPL. Assumendo il valore di resa energetica di circa 7 kwh/lt (12,8 kwh/kg) per il GPL si calcola pertanto un fabbisogno di energia pari a kwh/anno. Da questo dato è possibile stabilire la classe energetica dell edificio calcolando il consumo di energia unitario che risultava pari a 141 kwh/mq anno e che quindi lo posizionava in classe F. Dopo l intervento, avendo consumato energia elettrica pari a kwh, il consumo di energia unitario si è ridotto a 25 kwh/mq anno con la conseguenza di aumentare le prestazioni energetiche dell edificio e posizionandolo addirittura in classe A. 7

8 Inoltre, in funzione delle considerazioni precedenti, da cui si è rilevato il fabbisogno annuale di energia dell edificio per riscaldamento e produzione di ACS pari a : (3.620 lt x 7 kwh) e dal momento che il consumo di energia elettrica, dopo l intervento e per le stesse funzioni, è stato invece di, si può pertanto stabilire il valore medio del COP stagionale delle pompe di calore utilizzate : In realtà questo eccezionale risultato non è stato raggiunto solamente per effetto della sostituzione del generatore di calore ma bensì grazie a tutta una serie di interventi che hanno contribuito a migliorare l efficienza energetica del sistema edificio-impianto nel suo insieme : Svuotamento e pulizia dell impianto termico Riempimento con fluido additivato con prodotti specifici Razionalizzazione della distribuzione e utilizzo di circolatori ad alta efficienza Applicazione di sistemi di regolazione efficaci e correttamente impostati 8