• Save
Aicarr-Roma2009
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×
 

Aicarr-Roma2009

on

  • 1,966 views

47° Convegno Internazionale AICARR

47° Convegno Internazionale AICARR
Roma 8-9 ottobre 2009

Casa a basso consumo:
un'esperienza di riqualificazione
dal concept al commissioning dell'impianto

Statistics

Views

Total Views
1,966
Views on SlideShare
1,888
Embed Views
78

Actions

Likes
0
Downloads
0
Comments
0

4 Embeds 78

http://www.tecnologieimpiantistiche.it 71
http://www.slideshare.net 5
http://www.linkedin.com 1
https://www.linkedin.com 1

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Microsoft PowerPoint

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment
  • Adozione delle norme nazionali lex 10/91, D.lgs. 192/05 e s.m.e i. e legge regionale 13/07 con linee progettuali volte alla: riduzione dispersioni termiche invernali mediante elevato isolamento di pareti, solai, copertura e serramenti; eliminazione ponti termici; Riduzione dei carichi estivi con ombreggiamento e schermature solari. La riduzione delle dispersioni termiche si è effettuata con l'isolamento termico impiegando: A livello di pareti e solai, strati di elevato spessore in polistirene estruso con grafite spessore medio di 16 cm (  W/m 2 K). A livello di copertura oltre a 24 cm di polistirene si sono utilizzati più strati di pannelli in fibra di legno raggiungendo una trasmittanza di 0,11 W/m 2 K. Serramenti in legno con triplo vetro bassoemissivo e doppia camera riempita con argon (trasmittanza 0,88 W/m 2 K);. La presenza di possibili ponti termici è stata eliminata grazie all’installazione di un cappotto esterno in polisitrene sulle pareti verticali e sui solai tra zone termiche differenti. Per la parte controterra è stato relalizzato un'ulteriore cappotto esterno in vetro cellulare. Per eliminare ulteriormente possibili ponti tra le aperture e le pareti opache si è previsto di installare i serramenti a filo con la parete esistente e far proseguire l’isolante del cappotto per 5 cm sui montanti dei serramenti. Per quanto concerne i balconi che circondano l’edificio, il progetto ha previsto la loro demolizione ed il loro successivo ripristino con struttura indipendente e fissaggio mediante tasselli coibentati alla parete esistente ed ai montanti in legno del sistema di schermatura.
  • La riduzione dei carichi estivi si è raggiunta con: Intervento diretto mediante un sistema di schermature solari esterne, locate direttamente sulle facciate principalmente esposte ad irraggiamento solare, mediante un sistema a lamelle fisse in legno, le quali hanno permesso una notevole riduzione dei carichi estivi ed elevati livelli di ombreggiamento durante lo stesso periodo, ma al contempo garantendo buoni livelli di illuminamento interno nel periodo invernale. Intervento indiretto prevedendo di utilizzare una serie di piantumazioni nell’area verde di pertinenza della proprietà al fine di garantire una riduzione dei carichi estivi incidenti sulla facciata sud, sprovvista di sistemi di schermatura .
  • Adozione di soluzioni impiantistiche ad alta efficienza (fig.3) con: utilizzo in ambiente di sistemi di riscaldamento a bassa temperatura; ventilazione meccanica dei locali con recupero termico; sistema multienergia per il riscaldamento e raffrescamento ambienti e la produzione di ACS; pannelli fotovoltaici per la copertura del fabbisogno medio annuale di energia elettrica; recupero delle acque meteoriche ai fini irrigui e per alimentare le cacciate dei WC.
  • Riepilogo dei risultati del dimensionamento in termini di portata ed energia assorbita:
  • Il sistema di produzione dell'energia termica, frigorifera e dell'acqua calda sanitaria è stato scelto in un'ottica di: massimizzare l'efficienza energetica; ridurre al minimo le emissioni in atmosfera; abbinamento ottimale con un impianto fotovoltaico La pompa di calore geotermica, sfruttando la minima escursione termica del terreno rispetto all'aria è la soluzione che meglio unisce questi principi. Si è scelta una pompa di calore acqua-acqua reversibile dotata di desurriscaldatore per la produzione dell'ACS.
  • Il COP di progetto dovrà essere almeno paria a 4; Modalità di funzionamento della pompa di calore: Estivo (fig.6a) Modalità raffrescamento+ACS, con recupero del calore di condensazione mediante il desurriscaldatore. Modalità solo ACS con inversione automatica del ciclo frigorifero in condizione di impianto climatizzato soddisfatto, per produrre l'acqua sanitaria in caso di necessità. Invernale (fig. 6b) Modalità riscaldamaneo+ACS con priorità sull'impianto di riscaldamento e recupero parziale sul desurriscaldatore. Modalità solo ACS per produrre esclusivamente l'acqua calda sanitaria in caso di necessità.
  • Fabbisogno annuale di ACS : Ipotesi di consumo pari a 75 l/pers giorno, per un totale di 6 occupanti Qacs=m x cp x ΔT con m= volume di acqua calda sanitaria giornaliera cp= calore specifico dell’ acqua ΔT= salto termico desiderato (Tin=15.C; Tout=48) Qacs= 450[litri/giorno]*4,186[KJ/litro °K]*33[°K]/3600= 17,27 [kWh/giorno] Per un totale di circa 6300 kWh all’anno
  • Ha una capacità di 1000 litri per evitare sovratemperature nell'accumulo durante la stagione estiva; la preparazione dell'ACS avviene con serpentino istantaneo a superficie maggiorata e successiva miscelazione evitando il problema legionella che si avrebbe nell'accumulo; il collegamento ai vari sistemi quali pannelli solari, pompa di calore e impianto di riscaldamento avviene con livelli termici differenziati per massimizzarne i rendimenti; il particolare sistema di scambio termico ed i circuiti interni sono progettati per fornire la massima efficienza di stratificazione.
  • Dopo l’analisi degli assorbimenti elettrici da parte dei vari impianti a servizio dell’edificio, si è quindi ipotizzato un consumo annuo a livello impiantistico pari a circa 5150 kWh. Sommando a questo consumo quello ipotizzato per il fabbisogno definito “standard” e pari a 7250 kWh/a, risulta che l’edificio oggetto di studio necessita per la sua conduzione annuale di circa 12400 kWh. Nell’intento progettuale di utilizzare la producibilità del sistema fotovoltaico per una 5 0% dei fabbisogni” si è calcolato che con la superficie di pannelli disponibile si riesce a raggiungere una copertura pari al 34% del fabbisogno complessivo corrispondenti a: il 58% del fabbisogno definito “standard” l’81% del fabbisogno impiantistico.
  • Il serbatoio di accumulo è stato dimensionato in base al metodo, basato sulla norma E DIN 1989-1: 2000-12 considerando: i valori ARPA relativi alle precipitazioni medie annue; (fig.9) il fabbisogno idrico per acqua di servizio pari alla somma tra il fabbisogno peraree a giardino ed il fabbisogno per le cacciate dei wc. Definizione del fabbisogno dell'utenza: Fabbisogno acqua per wc: 24 l/g x 6 persone x 365 giorni = 52.560 litri / anno Fabbisogno acqua per irrigazione: 60 l/mq x 870 mq giardino = 52.200 litri / anno Somma fabbisogno acqua di servizio: 52.560+52.200 = 104760 l/anno Dimensionamento del volume minimo di accumulo: 104760 x 21 giorni / 365 = volume di deposito 6027 litri (21 giorni = fattore che considera il superamento di un periodo secco di 3 settimana) Calcolo dell'apporto di acqua piovana: App. H2O = sup. copertura 120 m 2 x coef. Deflusso 0,90 x efficacia filtro 0,96 x altezza precipitazioni 704 mm/anno = 72.990 l/anno Si rileva che l'apporto di acqua piovana potrebbe coprire il 70% del fabbisogno dell'utenza Nell'eventualità di un futuro recupero anche delle acque grigie, si è scelto di maggiorare la capacità del serbatoio installandone uno di volume paria a 9200 litri.

Aicarr-Roma2009 Aicarr-Roma2009 Presentation Transcript

  •  
  • Casa a basso consumo: un'esperienza di riqualificazione dal concept al commissioning dell'impianto Davide Truffo Tecnologie Impiantistiche srl - Torino Maurizio Maggi, Chiara Borsero, Luca Tartaglia Liberi professionisti - Torino
    • IL CASO DI STUDIO
    • SISTEMA MULTIENERGIA: SOLUZIONI PROGETTUALI E DIMENSIONAMENTI
    • IL COMMISSIONING
    View slide
  • 1.1 IL CASO DI STUDIO: STATO DI PARTENZA
    • Edificio residenziale unifamiliare degli anni '60 sito nel comune di Pino T.se (TO) in classe energetica NQE secondo software DOCET
    • Superficie utile 286 m 2
    • Zona climatica F
    • Gradi giorno 3045
    • Rapporto S/V 0,65
    • FEP 413 kWh/m 2 anno
    View slide
  • 1.2 IL CASO DI STUDIO: OBIETTIVI DI PROGETTO
    • Riqualificazione energetica integrale con obiettivo di raggiungimento della classe A attraverso:
    • ottimizzazione delle prestazioni termiche dell'involucro edilizio;
    • installazione di impianti ad alta efficienza energetica.
  • 1.3 OTTIMIZZAZIONE DELLE PRESTAZIONI TERMICHE DELL’INVOLUCRO EDILIZIO
    • Applicazione delle norme nazionali, regionali e linee progettuali rivolte a:
    • Riduzione dispersioni termiche con elevato isolamento di pareti, solai, e copertura, impiegando materiali innovativi e serramenti ad alte prestazioni termiche.
    • Eliminazione ponti termici
    • con isolamento a cappotto sulle pareti esterne, serramenti a filo facciata e rifacimento dei balconi rendendoli indipendenti e dotati di strutture proprie.
  • 1.3 OTTIMIZZAZIONE DELLE PRESTAZIONI TERMICHE DELL’INVOLUCRO EDILIZIO
    • Riduzione carichi termici estivi:
    • Intervento diretto
    • schermature solari esterne, a lamelle fisse in legno, garantendo buoni livelli di illuminamento interno
    • Intervento indiretto
    • con piantumazioni nell’area verde sulla facciata sud, sprovvista di sistemi di schermatura .
  • 1.4 INSTALLAZIONE DI IMPIANTI AD ALTA EFFICIENZA ENERGETICA
    • 2. SISTEMA MULTIENERGIA: SOLUZIONI PROGETTUALI E DIMENSIONAMENTI
  • 2.1 SISTEMA DI RISCALDAMENTO E RAFFRESCAMENTO RADIANTE
    • Scelto per dare massimo confort, minori consumi energetici e costi di manutenzione è composto principalmente da:
    • serpentini radianti integrati nel pavimento e nelle pareti del vano scala progettati con:
    • passo 10 nei locali raffrescati;
    • passo 5 nei bagni;
    • lunghezza Max circuiti 105 m;
    • salti termici di progetto di 3°C in raffr. e 5°C in risc.
  • 2.1 SISTEMA DI RISCALDAMENTO E RAFFRESCAMENTO RADIANTE
    • collettori di distribuzione di piano con valvole micrometriche di taratura e testine elettrotermiche sui singoli circuiti;
    • deumidificatori ad incasso a ciclo frigorifero (n°1 per piano), per garantire il controllo estivo dell'umidità relativa e attivati da sonde ambiente;
  • 2.1 SISTEMA DI RISCALDAMENTO E RAFFRESCAMENTO RADIANTE
    • circolatore elettronico a portata variabile, regola la velocità in funzione della variazione delle perdite di carico dei circuiti.
    • sistema di termoregolazione con centralina climatica e cronosonde di temperatura e umidità per singolo ambiente; gestisce l'attivazione dei deumidificatori e le testine elettriche sui singoli circuiti.
  • 2.2 SISTEMA DI VENTILAZIONE MECCANICA CONTROLLATA
    • Garantisce il ricambio d’aria asportando gli inquinanti ed evitando la formazione di muffe e cattivi odori. I componenti principali sono:
    • La pretemperazione geotermica , costituito da un torrino di presa d'aria e da tubi interrati a profondità di circa 2 m in PVC alimentare. L’aria esterna si preriscalda in inverno e si preraffresca in estate scambiando calore con il terreno.
  • 2.2 SISTEMA DI VENTILAZIONE MECCANICA CONTROLLATA
    • L'unità ventilante, costituita da ventilatore di mandata e di espulsione con interposto un recuperatore termico a flussi incrociati. La macchina consente il freecooling estivo gestito in automatico.
    • La batteria idronica di integrazione alimentata ad acqua calda o refrigerata per sopperire nei periodi di maggiore carico termico. La regolazione della temperatura dell'aria avviene a punto fisso lato aria e a portata variabile lato acqua.
  • 2.3 CENTRALE TERMICA CON SISTEMA MULTIENERGIA
    • All'interno della centrale termica è presente il sistema multienergia per la produzione dell'acqua calda, refrigerata e l'acqua calda sanitaria (ACS).
    • E 'costituito principalmente da:
    • pompa di calore acqua-acqua;
    • sonde geotermiche
    • collettori solari termici
    • serbatoio multienergia
  • 2.3.1 POMPA DI CALORE GEOTERMICA compressore Funzionamento estivo desurriscaldatore Interfaccia impianto Interfaccia esterna
  • 2.3.1 POMPA DI CALORE GEOTERMICA Funzionamento invernale compressore desurriscaldatore Interfaccia impianto Interfaccia esterna
  • 2.3.2 SCAMBIATORI GEOTERMICI
    • Scambiatori di tipo verticale a causa della pendenza del lotto e per massimizzare l'efficienza di scambio termico;
    • dimensionamento secondo VDI 4640 (potenza termica < 30 kW e ore annue di funzionamento <2400). Valore specifico di calore estratto dal suolo pari a 33 W/m (ricavato dalla relazione geologica);
    • profondità sonde pari a 120 m, con n°2 perforazioni e riempimento in miscela bentonitica;
    • scambiatori a 4 tubi a doppia U per avere efficienza superiore (15-20%) e minori rischi di perdita del pozzo in caso di occlusioni accidentali;
    • fluido termovettore miscela di acqua e glicole propilenico 75%/25%.
  • 2.3.3 PANNELLI SOLARI TERMICI
    • Copertura dell'80% del fabbisogno annuo di ACS e integrazione al riscaldamento ambienti invernale;
    • superficie captante di circa 12 m 2 di tubi sottovuoto, esposizione su falda est con 23° di inclinazione;
    • alimentazione dei collettori dal basso che consente:
      • Facile fuoriuscita della condensa invernale evitando rischi di rotture in caso di gelo.
      • Svuotamento più rapido in caso di stagnazione con maggiore protezione dell'antigelo da fenomeni di degrado.
  • 2.3.4 SISTEMA DI ACCUMULO MULTIENERGIA
    • Funzionamento circuto ACS:
    • L'acqua fredda entra in uno scambiatore a serpentino rapido, Salendo verso l'alto si preriscalda scambiando calore con l'acqua dell'accumulo.
    • Un sistema a tubo coassiale fa stratificare verso il basso l'acqua dell'accumulo che a sua volta si è raffreddata. Nella parte ad alta temperatura si ha l'uscita dell'ACS che viene miscelata termostaticamente a valle.
  • 2.3.4 SISTEMA DI ACCUMULO MULTIENERGIA
    • Funzionamento scambiatore solare:
    • La miscela acqua glicole, in arrivo dai collettori solari, entra in un secondo scambiatore a serpentino posto nella parte bassa dell'accumulo. Scendendo verso il basso la miscela si preraffredda scambiando calore con l'acqua dell'accumulo. Un sistema a tubo coassiale fa stratificare verso l'alto l'acqua che nel contempo si è riscaldata. La miscela ritorna quindi ai collettori.
  • 2.3.4 SISTEMA DI ACCUMULO MULTIENERGIA
    • Funzionamento circuito desurriscaldatore della PDC:
    • Il desurriscaldatore della pompa di calore lavora mandando l'acqua calda direttamente nella parte alta dell'accumulo dove è presente il serpentino dell'ACS. Il ritorno al desuriscaldatore avviene ad un livello termico intermedio.
  • 2.3.4 SISTEMA DI ACCUMULO MULTIENERGIA
    • Funzionemento circuto pannelli radianti e PDC
    • L'impianto radiante preleva l'acqua ad una temperatura intermedia e la rimanda nella parte bassa più fredda.
    • Lo scambiatore primario della pompa di calore in inverno lavora mandando l'acqua calda nella parte intermedia dell'accumulo e riprendendola ad un livello termico un po' più basso.
  • 2.4 SISTEMA A PANNELLI SOLARI FOTOVOLTAICI
    • Progettato per copertura del 34% del fabbisogno complessivo corrispondente a:
    • 58% del fabbisogno definito “standard” (protocollo ITACA)
    • 81% del fabbisogno impiantistico.
    • Sistema collegato alla rete elettrica, con cessione in caso di sovraproduzione o prelievo in caso di richiesta superiore alla produzione.
    • E’ composto da 20 elementi in silicio policristallino, inseriti nel sistema di schermatura solare sul fronte ovest. I pannelli hanno potenza di 200 W per un totale di 4 kWp (resa garantita del 90% dopo 10 anni e dell’80% dopo 25 anni).
  • 2.5 SISTEMA DI RECUPERO ACQUE METEORICHE
    • Il sistema consente lo stoccaggio dell’acqua piovana e il suo utilizzo per alimentare le cassette di cacciata dei WC e l’impianto di irrigazione.
    • I componenti primari sono:
    • il serbatoio di raccolta interrato, alimentato dal sistema di captazione derivante dalle gronde;
    • un sistema di filtraggio per le acque di prima pioggia;
    • una centralina con elettropompa, per pompare l'acqua alle utenze.
    • 3. IL COMMISSIONING
  • 3. IL COMMISSIONING
    • ha l’obbiettivo di verificare e documentare che i sistemi impiantistici raggiungano gli obbiettivi e le prestazioni previste mediante:
    • verifiche preoperazionali : componenti installati conformemente al progetto, alle norme e alle specifiche del costruttore.
    • verifiche funzionali : apparecchiature funzionanti in accordo alle specifiche di progetto, ed alle indicazioni del costruttore.
    • verifiche prestazionali : sistema, visto nel suo insieme in grado di soddisfare i parametri operativi relativi alla sua funzione.
  • 3. IL COMMISSIONING
    • Istruzione del Personale e documentazione: sintesi al personale operante sul funzionamento di tutti i macchinari, componenti e sistemi installati, con particolare riferimento al manuale di uso e manutenzione che conterrà:
      • manuali di uso e manutenzione di tutti i componenti installati;
      • disegni “as built”;
      • procedure operative nelle varie modalità di funzionamento;
      • procedure di comportamento in caso di condizioni anomale e situazioni di emergenza.
  • 3.1 IMPIANTO A PANNELLI RADIANTI
    • Misura in ogni ambiente, con termoigrometro campione, di temperatura e umidità. Il rilievo sarà fatto in almeno 2 punti per ogni ambiente sia in inverno che in estate.
    • Misure con monitoraggio in continuo dei parametri di temperatura e umidità relativa ambiente mediante n°2 data logger in locali campione su ciascuno dei 3 piani. Durata della misura sarà 72 ore con monitoraggio in continuo della temperatura dell'aria esterna. La prova sarà effettuata sia nella stagione invernale che estiva.
  • 3.2 SISTEMA DI VENTILAZIONE MECCANICA
    • Misura della portata erogata dall'unità ventilante alle 3 velocità misurando con anemometro campione, la velocità in uscita dalla griglia di espulsione e dalla griglia di presa aria esterna;
    • misura di efficienza del recuperatore mediante misura delle temperature in entrata ed in uscita lato aria di rinnovo e lato aria di espulsione;
    • verifica di resa della pretemperazione con misura della temperatura dell'aria esterna e della temperatura dell'aria a valle dei tubi interrati;
  • 3.2 SISTEMA DI VENTILAZIONE MECCANICA
    • rilievo portate nei vari ambienti sulle bocchette. In caso di sbilanciamenti si farà una taratura con appositi elementi di strozzatura da inserire nelle bocchette;
    • verifica assenza di velocità elevate rilevando in ogni ambiente, nel punto di maggiore occupazione,che la velocità dell'aria non sia superiore a 0,15 m/s in riscaldamento e 0,2 m/s in raffrescamento.
  • 3.3 POMPA DI CALORE GEOTERMICA
    • Verifica raggiungimento e mantenimento set point di temperatura impostati lato acqua;
    • misura istantanea del COP mediante apposito strumento che controllerà i parametri di funzionamento lato gas refrigerante;
    • monitoraggio consumi elettrici e delle energie rese al fluido al fine di valutare il COP medio stagionale.
  • 3.4 SONDE GEOTERMICHE
    • Verifica di corretto scambio termico dei pozzi controllando i salti termici lato acqua, tra ingresso e uscita;
    • misura indiretta della portata erogata dalla pompa lato sonde, misurando la differenza di pressione monte e valle e misurandone l'assorbimento elettrico del motore. La portata si ricaverà indirettamente dalla curva di funzionamento fornita dal costruttore.
  • 3.4 IMPIANTO A PANNELLI SOLARI
    • Verifica della corretta portata del circuito mediante lettura del misuratore di flusso presente sulla centralina ed eventuale regolazione al valore di progetto agendo sulle 3 velocità del circolatore;
    • misura, in presenza di insolazione elevata, della temperatura del circuito in mandata e ritorno ai pannelli solari mediante lettura dai termometri sulla centralina solare al fine di valutare qualitativamente la resa termica.
  • 3.5 ACCUMULO MULTIENERGIA
    • Verifica dell’efficienza di stratificazione dell'accumulo con impianto a regime, misurando la temperatura a più altezze nel serbatoio.
    • Aspettativa di rilevare in inverno almeno 3 livelli termici differenti:
      • il più alto a circa 50-60 °C,
      • uno intermedio in cui opera la pompa di calore di circa a 35-45 °C;
      • il più basso a 30°C o inferiore.
  • CONCLUSIONI
    • Confronto tra la situazione energetica pre e post intervento
    • Stima dell'energia risparmiata e delle emissioni di CO2 evitate:
  • CONCLUSIONI
    • L’applicazione concreta di tali interventi porterà l’edificio ad una classificazione A, trasformando un tipico immobile degli anni ’60, energivoro - con un consumo di 400 Kwh/mq anno - in una moderna costruzione volta al contenimento ed al risparmio energetico che consumerà per scaldarsi circa 16,7 Kwh/mq anno.
    • Per mantenere una temperatura interna dell’edificio di 20°C, si passerà da una richiesta annua di 10.000 litri di gasolio ad una richiesta virtuale di soli 417,5 litri.
  • CONCLUSIONI Efficienza Comfort Rispetto ambiente Complessità Manutenzione Costo costruzione
  • CONCLUSIONI Costo costruzione Vantaggi nell'utilizzo
  • CONCLUSIONI Valori soggettivi Assenza gas No locale CT e VVFF Rispetto ambiente Moda .......... Comfort
  • GRAZIE PER L’ATTENZIONE!