Progetto RESET Attività di formazione. LA CERTIFICAZIONE ENERGETICA DEGLI EDIFICI Norma UNI TS Impianti termici MODULO 3. Ing.

Transcript

1 Progetto RESET Attività di formazione LA CERTIFICAZIONE ENERGETICA DEGLI EDIFICI Norma UNI TS Impianti termici MODULO 3 Ing. Antonio Mazzon

2 Descrizione sintetica procedura di calcolo Calcolo del fabbisogno ideale netto Il fabbisogno ideale di energia termica utile dell'involucro edilizio Q h è il dato fondamentale di ingresso per il calcolo dei fabbisogni di energia primaria. Tale fabbisogno è riferito alla condizione di temperatura dell'aria uniforme in tutto lo spazio riscaldato, ed a funzionamento continuo, cioè al mantenimento di una temperatura interna dell'edificio costante nel tempo.

3 L impianto termico

4 Il fabbisogno termico effettivo di energia per la climatizzazione invernale [Qhr]

5 Rendimento di emissione

6 Rendimento di emissione Il rendimento di emissione, ηe, è un parametro che caratterizza l influenza che ha il tipo di scambio termico tra il terminale di erogazione e l ambiente interno sulla quantità di energia che il terminale di erogazione deve fornire.

7 Sottosistema di regolazione I sistemi di regolazione hanno lo scopo di mantenere la temperatura costante negli ambienti interni, indipendentemente dalle condizioni climatiche esterne.

8 Sottosistema di regolazione Regolazione solo climatica: quando la regolazione si basa su misure esterne di temperatura: sonda esterna applicata alla caldaia o sonda con centralina climatica che pilota valvola miscelatrice. in questo caso non si misura la variabile controllata (ad esempio la temperatura interna), cioè non c e' la verifica del risultato raggiunto e tale sistema e' insensibile alle perturbazioni indotte dalle variazioni dei carichi interni. Solo ambiente con regolatore: valvole termostatiche + cronotermostato ambiente on/off oppure modulante che comanda la caldaia nel caso di caldaietta singola, solo termostatiche nel caso di centralizzato Climatica + ambiente con regolatore: sonda esterna applicata alla caldaia o sonda con centralina climatica che pilota valvola miscelatrice valvole termostatiche + cronotermostato ambiente on/off oppure modulante che comanda la caldaia nel caso di caldaietta singola, solo termostatiche nel caso di centralizzato Solo zona con regolatore: valvole di zona comandate da cronotermostato ambiente on/off oppure modulante nel caso di centralizzato oppure cronotermostato nel caso di caldaietta singola Climatica + zona con regolatore: sonda esterna applicata alla caldaia o sonda con centralina climatica che pilota valvola miscelatrice + valvole di zona comandate da cronotermostato ambiente on/off oppure modulante

9 Solo climatica con sonda esterna Quando la regolazione si basa su misure esterne di temperatura: sonda esterna applicata alla caldaia o sonda con centralina climatica che pilota valvola miscelatrice. in questo caso non si misura la variabile controllata (ad esempio la temperatura interna), cioè non c e' la verifica del risultato raggiunto e tale sistema e' insensibile alle perturbazioni indotte dalle variazioni dei carichi interni.

10 Solo ambiente con regolatore Sistema costituito da valvole termostatiche + cronotermostato ambiente on/off oppure modulante che comanda la caldaia nel caso di caldaietta singola, solo termostatiche nel caso di centralizzato Le termostatiche sono valvole che, oltre ad esercitare le normali funzioni delle valvole per corpi scaldanti, sono in grado anche di regolare la temperatura ambiente dei locali in cui sono installate.

11 Sistemi di regolazione Il sistema di regolazione in un impianto deve garantire che la risposta ad una variazione della grandezza controllata abbia, durante il transitorio, delle minime oscillazioni di valori e che successivamente venga ripristinato il valore voluto (W). I comportamenti di regolazione tradizionali, indicati nella norma UNI, sono: comportamento proporzionale (P) comportamento proporzionale/integrale (PI) comportamento proporzionale/integrale/derivativo (PID)

12 Sistemi di regolazione

13 Energia termica fornita dal sistema di generazione del calore al sistema di distribuzione

14 Rendimento di distribuzione

15 Rendimento di distribuzione

16 Rendimento di distribuzione metodo analitico Il calcolo delle perdite di energia dalla rete di distribuzione si effettua con la seguente procedura:

17 Rendimento di distribuzione metodo analitico

18 Rendimento di distribuzione metodo analitico

19 Energia termica fornita al sistema di generazione

20

21 Rendimento di generazione edifici esistenti

22 Rendimento di generazione edifici esistenti

23 Rendimento di generazione edifici esistenti Figura Prospetto secondo la norma UNI TS :2014, per determinare i valori di F i nel caso di generatori di calore atmosferici, tipo B, classificati ** (2 stelle)

24 Rendimento di generazione edifici nuovi

25 Ausiliari elettrici Il fabbisogno di energia elettrica di un impianto di climatizzazione è espresso da: Q Q Q Q H, aux aux, e aux, d aux, gn t dove Q H,aux è il fabbisogno totale di energia elettrica degli ausiliari Q aux,e è il fabbisogno totale di energia elettrica degli ausiliari del sottosistema di emissione Q aux,d è il fabbisogno totale di energia elettrica degli ausiliari del sottosistema di distribuzione Q aux,gn è il fabbisogno totale di energia elettrica degli ausiliari del sottosistema di generazione t è la durata del periodo di riscaldamento espressa in ore. Il fabbisogno di energia elettrica espresso in Wh, viene poi convertito in energia primaria attraverso il corrispondente fattore di conversione.

26 Ausiliari elettrici IL FABBISOGNO DI ENERGIA ELETTRICA DEGLI AUSILIARI DEL SOTTOSISTEMA DI EMISSIONE Il fabbisogno di energia elettrica degli ausiliari del sottosistema di emissione può essere calcolato attraverso il prospetto 36 della norma UNI TS , in funzione del tipo di sistema di emissione e della portata d aria.

27 Ausiliari elettrici IL FABBISOGNO DI ENERGIA ELETTRICA DEGLI AUSILIARI DEL SISTEMA DI DISTRIBUZIONE Per il calcolo del fabbisogno di energia elettrica degli ausiliari del sistema di distribuzione si prende in considerazione l elettropompa. Q aux, d F v tpo W 1000 PO, d dove W PO,d è la potenza elettrica della pompa nelle condizioni di progetto (W) t PO è il tempo convenzionale di attivazione della pompa e si assume pari a h: t = FC t gn nel caso in cui è previsto l arresto della pompa alla fermata del generatore durante il tempo di attivazione dello stesso t = t gn nel caso in cui la pompa sia sempre in funzione durante il tempo di attivazione del generatore. F v è un fattore che tiene conto della variazione di velocità della pompa, pari a 1 nel caso di pompe a velocità costante e pari a 0,6 nel caso di pompe a velocità variabile. L energia termica recuperata si ottiene moltiplicando Q aux,d per un fattore pari a 0,85.

28 Ausiliari elettrici IL FABBISOGNO DI ENERGIA ELETTRICA DEGLI AUSILIARI DEL GENERATORE DI CALORE Il fabbisogno di potenza elettrica degli ausiliari del generatore di calore, Q gn,aux, si calcola con seguente l equazione: Q gn, aux W aux, Pn t 1000 gn dove W aux,pn è la potenza degli ausiliari del generatore alla potenza nominale media (W) t gn è il tempo di attivazione del generatore (h).

29 Fabbisogno energetico per la acs L energia termica Q h,w richiesta per riscaldare una quantità di acqua alla temperatura desiderata è calcolata con la seguente espressione Q h, W w c w V w er o G dove ρ w = massa volumica dell acqua (kg/m 3 ) c w = calore specifico dell acqua pari a 1,162 (Wh/kg C) V W = volume giornaliero dell acqua calda sanitaria richiesto durante il periodo di calcolo (m 3 /G) θ er = temperatura di erogazione dell acqua calda sanitaria ( C) θ o = pari alla media annuale delle temperature medie mensili dell aria esterna della località considerata, ricavate dalla UNI 10349, ( C) G = numero dei giorni del periodo di calcolo (G).

30 Fabbisogno energetico per la acs Il volume dell acqua calda sanitaria è dato da: V a N W u l/g per gli edifici non residenziali dove a = fabbisogno giornaliero specifico di acqua calda sanitaria l/(giorno N u ), ricavabile dal prospetto 31 della norma UNI TS :2014 N u = parametro che dipende dalla destinazione d uso dell edificio ricavabile dal prospetto 31 della norma UNI TS :2014.

31

32 Fabbisogno energetico per la acs Il volume dell acqua calda sanitaria è dato da: V W a S u b l/g per gli edifici residenziali dove a = è un parametro in l/(m 2 giorno) b = è un parametro in l/( giorno) S u = è la superficie utile del abitazione, in m 2. I valori di a, b e N u possono essere desunti dai prospetti 30 della norma UNI TS :2014 (vedi tabella 1.12).

33 Fabbisogno energetico per la acs Perdite di erogazione Nelle valutazioni di tipo standard, le perdite di erogazione si considerano comprese nel calcolo della perdite della distribuzione alle utenze. Si considera, quindi, un rendimento di erogazione pari a 1.

34 Fabbisogno energetico per la acs Q Q h, W l, d, W l, d, W W, er f

35 Fabbisogno energetico per la acs

36 Fabbisogno energetico per la acs

37 Fabbisogno energetico per la acs

38 Fabbisogno energetico per la acs

39 Fabbisogno energetico per la acs PERDITE DI GENERAZIONE Le perdite di generazione Q l,gn,w, sotto l ipotesi che i recuperi di energia termica della pompa di circolazione (ausiliario elettrico del sistema di distribuzione) siano trascurabili, si determinano applicando la seguente formula: Q l Q, gn, W d, W, in 1 gn, W gn, W

40 Fabbisogno effettivo per riscaldamento In definitiva l'energia termica utile effettiva Q hr (= Q d,out ) che deve essere fornita dal sottosistema distribuzione è data dalla: Qhr Q' h QI, e Ql, rg Qaux, e, lrth [ Wh] dove: Q h è il fabbisogno ideale netto; Q l,e Q l,rg sono le perdite totali di emissione; sono le perdite totali di regolazione; Q aux,e,lrh è l energia termica recuperata dall'energia elettrica del sottosistema di emissione.

41 Indice di prestazione energetica L indice di prestazione energetica Ep i esprime il consumo di energia primaria per la climatizzazione invernale dell edificio, riferito all unità di superficie utile (S u ) o di volume lordo (V), espresso rispettivamente in kwh/m 2 anno per gli edifici residenziali o kwh/m 3 anno, per quelli non residenziali. Ep Q S p, H m i 2 u kwh anno Ep Q V p, H i 3 kwh m anno La superficie utile (Su) è la sommatoria delle superfici calpestabili dell edificio o dell appartamento, cioè al netto dei tramezzi interni e delle pareti esterne. Il volume lordo (V) delle parti di edificio riscaldate è definito dalle superfici esterne che lo delimitano, cioè considerando anche gli spessori delle pareti esterne e dei solai confinanti con l esterno o altri volumi non riscaldati.

42 Rendimento medio stagionale Il rendimento medio stagionale può riguardare: il solo impianto di riscaldamento; il solo impianto di acqua calda sanitaria; l'impianto di riscaldamento e acqua calda sanitaria. Il rendimento medio stagionale η g,h dell'impianto di riscaldamento è dato da: g,h Q Q h p,h dove: Q p,h Q h è il fabbisogno di energia primaria per riscaldamento; è il fabbisogno di energia termica utile per riscaldamento.