METROLOGIA, DOMOTICA ED EFFICIENZA ENERGETICA. 14 luglio INRIM - Torino

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Olimpia Rota
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1 METROLOGIA, DOMOTICA ED EFFICIENZA ENERGETICA 14 luglio INRIM - Torino Contabilizzazione dell energia termica: quadro normativo, Contesto applicativo e tecnologie allo stato dell'arte Marco Masoero Dipartimento Energia Politecnico di Torino 1

normativo, Contesto applicativo e tecnologie allo stato

2 Premessa Gli edifici sono responsabili per oltre il 40% del consumo di energia primaria nei Paesi industrializzati La riduzione dei consumi degli edifici è al primo posto nelle priorità di intervento delle politiche energetiche a livello europeo e nazionale Presupposto di qualsiasi piano di intervento di efficienza energetica è la conoscenza dei consumi effettivi, integrata dalla diagnosi energetica dell edificio L efficacia degli interventi di risanamento energetico (di carattere edilizio e impiantistico) dipende dalla presenza di un efficiente sistema di regolazione dell impianto 2

intervento di efficienza energetica è la conoscenza dei consumi effettivi, integrata dalla diagnosi energetica dell edificio L efficacia degli

3 Regolazione dell impianto termico La regolazione dell impianto termico si applica a tre livelli: di centrale termica (ad es. compensazione climatica della temperatura di mandata dell acqua calda) di zona (ad es. possibilità di impostare temperature di setpoint, anche variabili nel corso della giornata o della settimana, per la singola unità immobiliare) di ambiente (ad es. presenza di valvola termostatica sui corpi scaldanti) La regolazione di centrale e di ambiente è applicabile a qualsiasi impianto, mentre quella di zona richiede determinate tipologie di distribuzione dell acqua 3

possibilità di impostare temperature di setpoint, anche variabili nel corso della giornata o della settimana, per la singola unità immobiliare) di

4 Contabilizzazione dei consumi La contabilizzazione diretta si basa sul bilancio energetico dell impianto (o di una sua parte) e presuppone la possibilità di misurare la portata d acqua e la differenza di temperatura tra mandata e ritorno per la porzione di impianto considerata La contabilizzazione indiretta consiste nella stima dell energia termica ceduta all ambiente dal corpo scaldante attraverso la misura di opportuni parametri operativi dell impianto (ad es. temperatura dell acqua o della superficie radiante, tempo di apertura della valvola) o di dati ambientali (temperatura interna / esterna) ad essa correlati 4

consiste nella stima dell energia termica ceduta all ambiente dal corpo scaldante attraverso la misura di opportuni parametri operativi dell impianto (ad

5 Contabilizzazione diretta (Contatori di calore) Sono costituiti da: Misuratori di portata Venturimetrici A turbina A ultrasuoni Elettromagnetici Sonde di temperatura Unità di calcolo 5

6 Principio di installazione contatori di calore! 6

7 Evoluzione delle tipologie d impianto (1) Nell ambito degli impianti centralizzati, la soluzione che soddisfa alle esigenze sopra esposte quella degli impianti a zone con distribuzione in orizzontale, del tipo a collettori complanari o monotubo, in cui il circuito che distribuisce l acqua all unità immobiliare presenta un unico punto di ingresso ed un unico punto di uscita. Tale condizione consente infatti di dotare il circuito che serve la singola unità immobiliare di una valvola di regolazione di zona e di un sistema di contabilizzazione diretta del calore 7

distribuisce l acqua all unità immobiliare presenta un unico punto di ingresso ed un unico punto di uscita.

8 Evoluzione delle tipologie d impianto (2) Un altra tendenza che si è notevolmente affermata, grazie anche al notevole sviluppo della rete di distribuzione del metano, è quella degli impianti autonomi, sia per quanto riguarda le nuove costruzioni, sia le trasformazioni di impianti esistenti Gli impianti autonomi presentano la massima flessibilità di gestione da parte dell utente e permettono il controllo diretto dei consumi attraverso le bollette Essi presentano però l inconveniente di moltiplicare il numero di generatori di calore presenti nell edificio, con i ben noti problemi di manutenzione e minore efficienza che ne derivano 8

presentano la massima flessibilità di gestione da parte dell utente e permettono il controllo diretto dei consumi attraverso le bollette Essi presentano però l

9 Evoluzione delle tipologie d impianto (3) Un ulteriore tendenza, che si è fra l altro notevolmente rafforzata negli ultimi anni, riguarda la cogenerazione e il teleriscaldamento In numerose città italiane sono state infatti proposte e spesso realizzate (Brescia, Torino, ) reti di teleriscaldamento L allacciamento alla rete di teleriscaldamento modifica la fonte di energia primaria utilizzata, ma non comporta necessariamente interventi sull impianto di riscaldamento del condominio, lasciando quindi inalterata la situazione riguardo a termoregolazione e a contabilizzazione 9

teleriscaldamento L allacciamento alla rete di teleriscaldamento modifica la fonte di energia primaria utilizzata, ma non comporta

10 Cosa fare per gli impianti esistenti? (1) La tecnologia impiantistica mette dunque a disposizione svariate soluzioni tipologiche che permettono di risolvere in modo soddisfacente il problema della termoregolazione e contabilizzazione del calore Ma rimane aperto il problema del grande numero di vecchi impianti centralizzati 10

tipologiche che permettono di risolvere in modo soddisfacente il problema della

11 Cosa fare per gli impianti esistenti? (2) Per tali impianti la soluzione consiste nel dotare l impianto di: Un sistema di contabilizzazione diretta del calore totale erogato al circuito acqua calda, da installare in centrale termica Una sistema di contabilizzazione indiretta che consenta di suddividere l energia termica totale fra le singole unità immobiliari Valvole di regolazione, montate sui singoli corpi scaldanti, che realizzano la termoregolazione locale L insieme dei tre sistemi sopra elencati permette di ottenere l obiettivo prefissato 11

al circuito acqua calda, da installare in centrale termica Una sistema di contabilizzazione indiretta che consenta di suddividere l

12 impianti di riscaldamento Impianto a colonne montanti 12

13 impianti di riscaldamento Impianto a zone 13

14 Termoregolazione e contabilizzazione diretta di zona Questi moduli permettono di realizzare le funzioni tipiche di un impianto autonomo (regolazione individuale, contabilizzazione, eventuale produzione di acqua sanitaria) pur mantenendo la produzione centralizzata del fluido termovettore primario (acqua calda) 14

individuale, contabilizzazione, eventuale produzione di acqua sanitaria) pur

15 Norme Tecniche UNI Impianti di riscaldamento centralizzati - Ripartizione delle spese di climatizzazione invernale UNI Sistemi di contabilizzazione indiretta basati sul totalizzatore di zona termica e/o unità immobiliare per il calcolo dell energia termica utile tramite i tempi di inserzione del corpo scaldante compensati dai gradi-giorno dell unità immobiliare UNI/TR Ripartizione delle spese di climatizzazione invernale utilizzante valvole di corpo scaldante e totalizzatore dei tempi di inserzione UNI EN 834 Ripartitore dei costi di riscaldamento per la determinazione dei consumi dei radiatori UNI EN 1434 (parti 1-6) Contatori di calore 15

compensati dai gradi-giorno dell unità immobiliare UNI/TR 11388-2010 Ripartizione delle spese di climatizzazione invernale utilizzante valvole di corpo scaldante e

16 Dispositivi a misura indiretta Tipologie e Norme di prodotto applicabili RIPARTITORI DI CALORE ELETTRONICI (UNI EN 834) TOTALIZZATORI COMPENSATI (UNI/TR 11388) TOTALIZZATORI GRADI-GIORNO DI UTENZA (UNI 9019:2013) 16

ELETTRONICI (UNI EN 834) TOTALIZZATORI COMPENSATI

17 RIPARTITORI DI CALORE ELETTRONICI Sono dispositivi applicati sulla piastra radiante del corpo scaldante, in posizione opportuna per rilevarne la temperatura media, di cui viene eseguita l integrazione nel tempo Il risultato è un indice che, opportunamente corretto per tenere conto della potenza nominale e della tipologia fi terminale, rappresenta un espressione del calore ceduto dal corpo scaldante Sono applicabili solo a terminali in cui la piastra radiante è accessibile (radiatori e termoconvettori) Esistono in più versioni a seconda di numero e posizione delle sonde di temperatura 17

potenza nominale e della tipologia fi terminale, rappresenta un espressione del calore ceduto dal corpo scaldante Sono applicabili solo a terminali

18 TOTALIZZATORI COMPENSATI Metodo basato sulla misura del tempo di inserzione della valvola, moltiplicata per la potenza nominale del corpo scaldante e compensata in funzione della temp. ambiente e della temp. di mandata (o temperatura media) dell acqua Sono utilizzabili anche su terminali con superficie radiante non accessibile, purché ne sia nota la potenza nominale E utilizzabile anche per impianti a portata variabile o con caldaia a condensazione La valvola deve avere apertura tutto-niente regolata da termostato 18

di mandata (o temperatura media) dell acqua Sono utilizzabili anche su terminali con superficie radiante non accessibile, purché

19 TOTALIZZATORI GRADI-GIORNO DI UTENZA La metodologia di stima del consumo utilizza i seguenti parametri : Potenza Termica del singolo corpo scaldante Gradi Giorno: temperatura ambiente convenzionale temperatura esterna media nei periodi di apertura della valvola Tempo di apertura k-esimo della valvola Costante di tempo del corpo scaldante Tempo di chiusura della valvola che segue il tempo di apertura 19

convenzionale temperatura esterna media nei periodi di apertura della valvola Tempo di apertura

20 TOTALIZZATORI GRADI-GIORNO DI UTENZA E ammessa solo la regolazione on-off sul corpo scaldante Temperatura regolata da apposito dispositivo climatico, atto a renderla dipendente dalla temperatura esterna del fluido termovettore I corpi scaldanti di ogni zona termica devono essere di tipologia omogenea e devono essere tutti comandati dal sistema di regolazione e contabilizzazione Si applica alle seguenti tipologie di impianti: impianti a zona, a distribuzione orizzontale e verticale (*) con radiatori, termoconvettori ventilconvettori con velocità fissa o bloccata pannelli radianti a pavimento e a soffitto (*) (*) Nei casi particolari specificati dalla norma 20

comandati dal sistema di regolazione e contabilizzazione Si applica alle seguenti tipologie di impianti: impianti a zona, a distribuzione orizzontale e verticale (*)

21 Compatibilità fra tipo di impianto e tipo di contabilizzazione (UNI 10200:2013) 21

22 Compatibilità fra tipo di impianto e tipo di contabilizzazione (UNI 10200:2013) 22

23 Ripartizione delle spese (UNI 10200:2013) La spesa totale è somma delle spese di due distinti servizi: la climatizzazione ambientale e la produzione di ACS (se centralizzata) La spesa relativa al singolo servizio è somma di una componente energetica e di una gestionale Tale spesa deve essere scomposta in una quota a consumo (legata al consumo volontario) e una quota fissa (legata al consumo involontario) La quota a consumo deve essere suddivisa fra le U.I. in base ai consumi effettivi, mentre la suddivisione della quota fissa segue criteri che devono essere stabiliti univocamente 23

24 Grazie per l attenzione! marco.masoero@polito.it 24

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