Ing. Emanuele Canella – 12 Febbraio 2020
Il caso esaminato è quello di un edificio situato ai piedi dei colli euganei, in una nuova lottizzazione, progettato e costruito con isolamenti e impianti di ultima generazione che permettono di raggiungere i più alti livelli di comfort abitativo, nonché la classe energetica più alta. La nuova costruzione si sviluppa quasi completamente al piano terra, dove si trovano tutte le stanze principali, a meno di un soppalco di circa 30 m2 presente nella zona centrale. La superficie utile è di 171 m2, il volume riscaldato di circa 850 m3 e la superficie disperdente di 681 m2. I dati mostrano come la conformazione dell’edificio penalizzi il rapporto S/V; in fase progettuale quindi, particolare attenzione è stata posta nella scelta delle varie stratigrafie degli elementi che separano il volume climatizzato dell’esterno.
La climatizzazione invernale viene garantita da un sistema radiante a pavimento, dotato di pannello isolante ad alte prestazioni per limitare le dispersioni verso il terreno; Il raffrescamento dei locali viene effettuato con ventilconvettori a parete aria-acqua opportunamente dimensionati e posizionati nelle aree da raffrescare, mentre circa 200 litri di ACS sono stoccati e mantenuti in temperatura in un serbatoio di accumulo fortemente coibentato per evitare inutili dispersioni di calore.
L’abitazione è concepita per ospitare una famiglia numerosa e studiata per far fronte alle richieste idrico-termosanitarie degli occupanti.
Il sistema ibrido come gruppo di generazione
Un sistema ibrido è la combinazione intelligente delle caldaie di ultima generazione e delle pompe di calore ad alta efficienza, gestite da un controllore elettronico in grado di garantire il massimo delle prestazioni combinando in maniera sinergica i due generatori.
L’immagine qui a lato, mostra schematicamente la logica di funzionamento; si può notare come il sistema sia in grado di monitorare e scegliere la tipologia di funzionamento più vantaggiosa in quel momento.
I componenti della centrale termica
La centrale termica è composta da una pompa di calore, una caldaia a condensazione, un accumulo di ACS e un controllore (Energy Manager Control).
Pompa di calore
La pompa di calore è una macchina in grado di assorbire calore dall’ambiente esterno e trasferirlo in modo efficiente al locale climatizzato.
L’unità esterna della pdc è posizionata all’esterno, dove assorbe il calore dall’ambiente per poi trasferirlo ai locali climatizzati; la macchina è in grado di funzionare fino a temperature di -20°C e garantisce ottime performance.
Per capirne a fondo i vantaggi, l’immagine sotto fa vedere come a fronte di una spesa elettrica di 1 kW, che potrebbe derivare interamente dalla produzione fotovoltaica, il sistema riesce a trasferire 3 kW termici all’immobile.
Caldaia a condensazione
La caldaia è installata all’interno del locale lavanderia, insieme all’interfaccia tra i due generatori che nel seguito indicheremo come modulo ibrido.
Il generatore a condensazione è di ultima generazione, a camera stagna, con canalizzazioni per il prelievo dell’aria comburente e l’espulsione dei gas di combustione a norma di legge.
Accumulo ACS e controllore
Nel garage invece sono posizionati, l’accumulo ACS, le valvole 3vie di gestione e l’Energy Manager Control.
Il sistema si presenta compatto, facilmente accessibile e con componenti di qualità, i collegamenti idraulici sono ben curati, isolati a norma di legge e con materiali di alta qualità.
La termoregalazione
Il sistema di termoregolazione è quell’insieme di componenti che permette di regolare la temperatura dei locali climatizzati nell’intorno del valore desiderato.
Nel nostro caso è composto da una sonda di temperatura esterna, termostati ambiente per la gestione delle singole zone, valvole termoelettriche montate sui singoli anelli dell’impianto radiante e un controllore elettronico con opportuni algoritmi creati per l’ottimizzazione del sistema.
Analisi economica del sistema in esercizio
Al fine di valutare le performance dell’impianto, lo studio EngCon-ec ha effettuato una serie di misurazioni dei consumi dell’edificio reale, che vengono riassunte nel grafico seguente.
Le misurazioni sono state fatte in tre diverse condizioni:
- La prima con la sola caldaia a condensazione che garantiva il fabbisogno di energia del fabbricato;
- La seconda con sistema ibrido, ovvero caldaia + PdC, lasciando invariati i settaggi di fabbrica del controllore;
- La terza con sistema ibrido, dove i parametri sono stati calibrati ad hoc per il caso specifico, in modo da ottimizzare la produzione di energia.
Conclusioni
I dati raccolti ed elaborati confermano come l’evoluzione impiantistica sia in grado di ridurre il fabbisogno energetico di un fabbricato, in particolare:
- Il funzionamento con la sola caldaia, oltre a non garantire la copertura dei fabbisogni da produzione rinnovabile, risulta nettamente più oneroso di quello con pompa di calore.
- Una corretta taratura del sistema, può abbassare notevolmente i costi di esercizio.
- La PdC è performante anche con temperature al di sotto dello zero.