Riqualificazioni energetiche con la condensazione: un caso di studio

Il condominio in oggetto è stato edificato a Milano nel 1978 e si compone di 18 unità abitative. I nuclei famigliari residenti sono composti in media da 3 o 4 persone e, a seconda della tipologia di appartamento, sono presenti da 2 a 3 bagni.

La particolarità di questo intervento di riqualificazione degli impianti consiste nell’aver convertito alla tecnologia della condensazione non solo la climatizzazione invernale, ma anche la produzione dell’acqua calda sanitaria, con un sostanziale miglioramento del comfort e soprattutto una netta riduzione dei consumi.

Si consideri che una famiglia media italiana di 4 persone che vive in un appartamento di 85m² a Milano consuma circa 11.000 kWh/anno per il riscaldamento ambiente e 2.050 kWh/anno per l’ACS, secondo le stime dell’Autorità per l’energia elettrica e il gas.
Se ne deduce che un sesto del fabbisogno di energia termica nel residenziale attiene alla produzione di ACS.

Questa proporzione tenderà naturalmente ad aumentare spostandosi verso Sud, dove la necessità di riscaldare gli ambienti nella stagione fredda è minore, ma rimane pressoché invariato il consumo di acqua calda sanitaria.

Il panorama italiano presenta inoltre una forte propensione all’impiego di scaldabagni elettrici (secondo i dati dell’Aeeg, circa il 70% degli scaldabagni installati è costituito da questo tipo di apparecchi) molto energivori, che potrebbe essere in un futuro spostata verso tecnologie più efficienti, con un forte calo dei consumi, intorno al 60%.

Ne è una dimostrazione la ristrutturazione in oggetto che, a fronte di un servizio equiparabile dal punto di vista sanitario e di riscaldamento, è riuscita ad apportare un taglio netto dei consumi di gas e un comportamento decisamente più sostenibile grazie all’utilizzo di sole macchine a condensazione.

L'impianto

Lo stabile oggetto della ristrutturazione possiede una centrale termica a servizio dei condomini che fornisce in modo centralizzato sia riscaldamento che all’acqua calda sanitaria.

L’impianto smantellato era costituito da una caldaia a basamento con portata termica di 600 kW che provvedeva al riscaldamento ambiente e all’ACS, attraverso un serpentino ad immersione che scambiava con un accumulo da 2.000 litri.

All’interno degli appartamenti il riscaldamento era effettuato tramite radiatori in ghisa a colonnina.

Il nuovo sistema, completamente a condensazione, utilizza per il riscaldamento 3 moduli termici da 50 kW l’uno collegati in parallelo che scaricano potenza su uno scambiatore a piastre che mantiene la temperatura di mandata a 50°C. il ritorno è a circa 40°C, i radiatori preesistenti non sono stati sostituiti ma semplicemente dotati di valvole termostatiche per poter meglio regolare la temperatura in ogni stanza.

La produzione di acqua calda sanitaria, invece, ha visto l’eliminazione dell’accumulo da 2.000 litri, sostituito da due produttori a condensazione da 54 kW l’uno capaci di erogare rispettivamente 32 l/min di acqua calda in istantaneo.

Questo cambiamento ha permesso di eliminare le dispersioni termiche dovute all’immagazzinamento di acqua da alte temperature, anche quando non vi era reale richiesta di utilizzo da parte dell’utenza.

Inoltre, la tecnologia della condensazione ha, a sua volta, contribuito ad abbattere ulteriormente i consumi, tanto che è stato possibile aggiungere un anello di ricircolo per aumentare il comfort offerto alle famiglie, che ora trovano l’acqua calda immediatamente disponibile all’apertura del rubinetto, con conseguente aumento del comfort e riduzione degli sprechi.

L’esistenza di un impianto separato per la produzione di acqua calda sanitaria permette inoltre di non dover attivare durante il periodo estivo un modulo a elevata potenza per la sola produzione di acqua calda sanitaria, come invece accadeva in precedenza.

A ciò si unisce il vantaggio che in inverno non c’è più alcun rischio che le richieste contemporanee di ACS e riscaldamento possano confliggere a scapito del sanitario.

Infine, il sistema modulare offre una ridondanza d’impianto che assicura il mantenimento del servizio termo sanitario, anche in caso di guasto o manutenzione di un apparecchio, seppur a regime ridotto.
Il nuovo impianto risulta snellito rispetto all’originale: al posto dei vecchi 600 kW ne servono solo 258 kW.

Al contempo, i consumi sono passati dai 9.300 m³ di metano/anno a soli 4.300 m³/anno, con una diminuzione che arriva quasi al 54%.
Proporzionalmente, sono drasticamente diminuite le emissioni di CO₂: da 17.412 kg/anno a 8.000 kg/anno.

La tecnologia della condensazione è oggi tra le più moderne ed ecologiche poichè consente di ottenere rendimenti molto elevati e riduzioni delle emissioni di NOx e CO fino al 70% rispetto agli impianti tradizionali.

Mentre i normali apparecchi per il riscaldamento e per la produzione di ACS riescono a sfruttare solo una parte del calore sensibile di combustione, quelli a condensazione utilizzano parte del calore latente di combustione (altrimenti disperso) per scambiarlo nuovamente con l’acqua.

Grazie a un doppio scambio, che può avvenire in due stadi separati (nel caso di un doppio scambiatore di calore) i fumi combusti cedono calore all’acqua prima che essa si trovi a ridosso della camera di combustione e venga pertanto riscaldata attraverso l’utilizzo di combustibile fossile.

Le calorie cedute all’acqua dai fumi combusti e in particolar modo dal vapore acqueo in essi contenuto, vengono sottratte al totale che deve essere fornito dalla combustione di gas. In questo modo la condensazione aumenta notevolmente il rendimento termico dei moduli che la utilizzano e che vantano pertanto rese certificate che superano il 100%.