Progettazione di impianti centralizzati, consigli per ottenere efficienza e risparmio energetico

Le esperienze di Piemonte e Lombardia vanno in una direzione che, anche a livello nazionale, difficilmente potrà invertire una rotta orientata al risparmio energetico e all’ottimizzazione dei consumi, anche – e soprattutto - nelle utenze condominiali, tra le più energivore su base nazionale. I risparmi che si possono ottenere con la gestione autonoma del riscaldamento/condizionamento per ogni singola unità, abbinati alla produzione centralizzata dell’energia termica, sono davvero notevoli, e questo a fronte di costi di installazione e manutenzione sempre più interessanti.
In questo articolo forniremo alcuni consigli utili per realizzare un impianto centralizzato ad HOC, tenendo conto di tutte le variabili che interessano l’efficienza dell’impianto stesso.

Principali componenti progettuali che caratterizzano moderni impianti autonomi con produzione centralizzata del calore

Un impianto moderno centralizzato può essere scomposto nei seguenti punti:

1 Centrale termica ad alto rendimento, con generatori a condensazione funzionanti unitamente a pompe di calore che, grazie a centraline di gestione, entrano in funzione solo quando la temperatura esterna garantisce un COP superiore a 3.
2 Un sistema di pannelli solari termici per la produzione dell’acqua calda sanitaria e nei periodi di mezza stagione una possibile integrazione con il riscaldamento.
3 Distribuzione verticale dei montanti del fluido termovettore, preferibilmente posizionata al centro dell’edificio, spesso corrispondente alla zona del vano scala, e costituita da tubazioni preisolate in acciaio o materiali plastici multistrato.
4 Moduli di derivazione e contabilizzazione posizionati preferibilmente nel vano scale, in modo tale da poter effettuare le manutenzioni senza dover entrare nell’appartamento del cliente. All’interno di questi moduli sono presenti i sistemi di intercettazione e le centraline per la rivelazione dei consumi termici e sanitari.
5 Sistema di controllo all’interno dell’appartamento che consente all’utente di impostare la temperatura all’interno delle stanze, l’orario di funzionamento e la modalità - estiva o invernale. Ciò garantisce al cliente la totale autonomia esattamente come se avesse un proprio generatore termico.
6 Distribuzione interna dell’impianto di riscaldamento, che può essere sia del tipo radiante (pavimento, soffitto, parete), sia del tipo classico a radiatori con distribuzione tradizionale o Modul. Chiaramente edifici di questo genere sfruttano al meglio impianti funzionanti a basse temperature portando i progettisti a privilegiare la scelta di impianti radianti a pavimento. Per quanto riguarda il periodo estivo, nel caso di impianti radianti, grazie all’installazione di un deumidificatore isotermico, il medesimo impianto è in grado di effettuare anche il raffrescamento estivo. In presenza di impianti a radiatori sarà invece necessario ricorrere alla posa di un secondo impianto in bassa temperatura composto da unità idroniche per poter effettuare il condizionamento.

Riassumendo questa tipologia di impianti centralizzati termo-autonomi, oltre ad assicurare un grande risparmio economico di gestione, fornisce quattro caratteristiche che, considerato il mercato immobiliare odierno, risultano irrinunciabili:

● Autonomia gestionale. L’autonomia di funzionamento non può solo limitarsi alla possibilità di azionare o mettere in attenuazione l’impianto, ma assicura all’utente che i costi di gestione siano direttamente proporzionali all’energia consumata rilevata tramite contatori di calore regolamentati dal D.L. 2 Febbraio 2007, n.22. Tale D.L. rappresenta il recepimento a livello nazionale della direttiva europea 2004/22/CE sugli strumenti di misura, comunemente nota come La MID.
● Risparmio economico. Le simulazioni del funzionamento degli impianti, in un periodo standardizzato, permettono l’ottimizzazione degli investimenti grazie alle accurate scelte di tutti i componenti che compongono il sistema di climatizzazione. Le scelte progettuali devono essere quindi affiancate ad analisi economiche che permetteranno di assicurare al singolo utente tanto un ritorno economico sicuro quanto una stima dei consumi certa e affidabile.
● Sicurezza. La riduzione del numero di generatori, e l’utilizzo di sistemi di controllo o tele-gestione degli impianti centralizzati di nuova generazione insieme a controlli accurati e periodici determinano non solo una maggiore sicurezza ma anche una riduzione nei costi poiché, venendo ripartiti tra i vari condomini, portano ad una spesa nettamente inferiore rispetto a quanto sarebbe in presenza di singole caldaie autonome.
● Basso inquinamento ambientale. Il continuo monitoraggio da parte di tecnici abilitati, l’utilizzo di fonti alternative e la scelta dinamica dei parametri di funzionamento in funzione ai dati climatici permettono al sistema di ridurre considerevolmente la produzione di emissioni nocive prodotte dai combustibili tradizionali.

 

Principali accorgimenti in fase di progettazione degli impianti centralizzati termo-autonomi

Nel dimensionamento delle reti di distribuzione bisogna stare molto attenti ai diametri delle tubazioni, sfruttando il metodo delle perdite di carico lineari r costanti, prevedendo valori di r attorno ai 10 mm c.a./m ci permette di ottenere un buon compromesso fra il costo delle tubazioni e i consumi dei circolatori e basse differenze di pressione fra piano e piano.

Facciamo notare che mantenere basse differenze di pressione è di primaria importanza per poter poi facilmente bilanciare le reti di distribuzione degli impianti. L’errato bilanciamento può provocare forti vibrazioni e rumori, magari accettabili in impianti industriali, ma di certo non in impianti civili.

Durante la selezione dei circolatori in impianti dotati di moduli di derivazione con valvole a tre vie è possibile scegliere circolatori a velocità costante con le seguenti caratteristiche:

● Portata: uguale alla somma delle portate previste per alimentare tutti i terminali d’alloggio;
● Prevalenza: uguale alla somma delle prevalenze richieste per vincere le resistenze opposte al passaggio del fluido della centrale termica fino al terminale d’alloggio più sfavorito.

Diversamente in impianti dotati di moduli di derivazione con valvole a due vie il funzionamento del sistema, del tipo on/off, fa funzionare gli impianti a portata variabile. Per sistemi di questa tipologia i circolatori devono essere, logicamente, a velocità variabile e possedere le seguenti caratteristiche:

● Portata massima: uguale alla somma delle portate previste per alimentare tutte le utenze.
● Portata minima: la pompa in questo caso deve riuscire a modulare fornendo la portata prevista per alimentare un solo alloggio.
● Prevalenza massima: uguale alla somma delle prevalenze richieste per vincere le resistenze opposte al passaggio del fluido della centrale termica fino al terminale d’alloggio più sfavorito.

Per evitare le disfunzioni e i pericoli connessi all’uso di moduli dotati di valvole a due vie e nello stesso tempo ottenere, almeno in piccola parte, dei benefici, è possibile sostituire alcune di queste valvole con moduli a tre vie fornendo quindi a queste utenze il compito di stabilizzare il flusso dei montanti.

In particolare, per evitare blocchi dovuti al surriscaldamento dei circolatori, le valvole a tre vie devono poter assicurare in ogni caso una portata minima non inferiore al 25% di quella totale.

Gestione dei consumi attraverso i moduli di contabilizzazione

La ripartizione delle spese dei combustibili usati per la climatizzazione non avviene più tramite la semplice ripartizione in millesimi della spesa totale, ma viene effettuata sulle termie e frigorie effettivamente consumate dal singolo utente. Diventa molto importante quindi poter disporre, in un unico sito, di tutti i dati fornibili dai contatori di calore. Per ottenere ciò occorre collegare i singoli contatori tramite un cavo BUS ad un apposito concentratore di dati dotato di monitor o modem. In questo modo l’amministratore evita di passare su ogni singolo modulo per effettuare le letture. Attraverso il concentratore è possibile leggere:

● la temperatura di mandata e ritorno dei fluidi (per verificare il funzionamento),
● la portata del fluido e di conseguenza la potenza istantanea,
● l’energia termica consumata.

La lettura informatizzata di questi dati permette all’amministratore del complesso edilizio di poter:

● individuare anomalie relative al funzionamento dei moduli di contabilizzazione;
● comparare facilmente fra loro i consumi termici dei vari alloggi;
● verificare eventuali manomissioni da parte delle utenze;
● creare un archivio statistico delle ore di funzionamento o dei consumi annuali.

Cosa spesso sottovalutata in fase di progettazione è prevedere un sistema Gsm da associare al concentratore in modo tale da permettere di effettuare le letture senza andare fisicamente nella struttura riducendo notevolmente i costi di lettura.

Per concludere occorre specificare che per alcuni servizi, indipendentemente dalle spese originate dai consumi, esistono delle spese dette “fisse” si tratta cioè, di spese che devono essere sostenute sempre e comunque:

● Oneri di manutenzione
● Oneri del conduttore quando richiesti

Queste spese fisse, determinate all’avviamento dell’impianto, vanno ad incrementare la parte fissa della spesa variabile. La ripartizione delle spese di servizi centralizzati è ricondotta così ad un pagamento a tariffa binomia:

1 Ciascun utente dovrà sempre e comunque partecipare, per il suo indice millesimale, alla coperture della parte fissa;
2 Ogni utente, se ha effettuato dei consumi, dovrà partecipare, in ragione della quota consumata, alla copertura della parte variabile della spesa del combustibile.