Per raggiungere gli obbiettivi fissati per la decarbonizzazione entro il 2050 Vedi “Regione Lombardia” Deliberazione N° XII – 816 del 31.07.2023 bisogna affrontare la “Riqualificazione Energetica” degli edifici. Le motivazioni sono diverse, ma tutte importanti per chi deve anche solo sostituire la caldaia per il riscaldamento della propria abitazione, condominio, ufficio, etc.
La sostituzione della caldaia, deve essere corredata anche di un progetto complessivo di risparmio energetico, finalizzato a raggiungere l’obbligo normativo attualmente già in vigore.
Tale obbligo porterebbe ad adottare altre soluzioni di intervento, che prevedono:
Centrale di produzione fluidi utilizzando solo fonti rinnovabili
L’elettrificazione dei consumi energetici negli edifici con l’uso di energia da fonti rinnovabili è ormai la soluzione migliore per accelerare la transizione energetica e la decarbonizzazione dei servizi condominiali, aumentando l’efficienza, riducendo i costi e abbattendo subito anche l’inquinamento atmosferico nelle città.
Decarbonizzare significa abbandonare l’uso di combustibili fossili: carbone, petrolio, gas naturale e sostituirli con fonti energetiche rinnovabili: vento, sole, acqua, geotermia che non producono CO2 e contrastano il riscaldamento globale del nostro pianeta che causa eventi meteorologici sempre più gravi e frequenti.
La riqualificazione energetica è un processo volto a migliorare l’efficienza energetica di un edificio, con l’obiettivo di ridurre i consumi e l’impatto ambientale associato.
Comprende una serie di interventi finalizzati all’ottimizzazione dell’isolamento termico, dell’illuminazione, della ventilazione, degli impianti di riscaldamento e di raffrescamento, nonché all’adozione di fonti energetiche rinnovabili, come impianti fotovoltaici, pompe di calore e impianti termici solari.
La riqualificazione energetica è spesso incentivata da normative governative e da programmi di sostegno finanziario, che mirano a promuovere la sostenibilità ambientale e a raggiungere gli obiettivi di riduzione delle emissioni di gas serra. Questa strategia è parte integrante della transizione ecologica e rappresenta un passo importante per il nostro paese verso l’utilizzo efficiente delle risorse energetiche e la mitigazione dei cambiamenti climatici.
La Diagnosi Energetica è un insieme sistematico di rilievi, ed analisi dei parametri che definiscono i i consumi di energia primaria per generare i servizi richiesti dalle abitazioni, alle condizioni di esercizio dell’edificio e degli impianti, attraverso una “valutazione tecnico-economica dei flussi di energia“.
La DiagnosiEnergetica di un edificio, ha lo scopo di studiare l’edificio esistente, attraverso una serie di analisi e valutazioni che permettono di porre le basi per interventi di riqualificazione mirati, efficaci e soprattutto in grado di raggiungere il miglior equilibrio possibile tra efficienza energetica e comfort interno.
Gli interventi di “RiqualificazioneEnergetica” che trasformano gli impianti tradizionali (radiatori, termoconvettori, ventilconvettori, etc) in nuovi impianti a bassa temperatura con pompa di calore, devono essere sempre adeguatamente progettati.
Passare dalla caldaia tradizionale alla pompa di calore è possibile, ma non bisogna limitarsi a valutare il solo salto di classe energetica, ma anche i molti altri vantaggi
Per migliorare la resa termica dei terminali posti negli ambienti, con temperature di mandata del fluido caldo a 55°C (pompa di calore), anziché 70°C con le caldaie, è necessario eseguire alcuni interventi migliorativi, ossia:
dettaglio installazione zoccolo riscaldato con piastra radiante
Questi ultimi interventi consentono di abbattere le dispersioni verso l’esterno e alzare la temperatura operante percepita da chi vive negli ambienti e quindi migliorare ulteriormente le condizioni di comfort.
Le soluzioni da adottare devono comunque essere confortate dall’elaborazione della “DiagnosiEnergetica” che andrà a simulare il comportamento reale dell’edificio nelle varie ore della giornata, individuando la soluzione più favorevole per il cliente, in termini di confronto costi-benefici, per tutta la durata dell’investimento.
Schema impiantistico pompa di calore
La pompa di calore è una macchina a ciclo frigorifero che trasferisce calore da una sorgente fredda p.e. aria esterna ad una sorgente calda tramite l’uso dell’energia elettrica.
L’efficienza con la quale la PdC trasferisce il calore tra le due sorgenti è dato dal valore COP, ossia il rapporto fra calore ceduto e la quantità di energia elettrica consumata dalla PdC (compressore) e dagli ausiliari.
Alle condizioni termo igrometriche nominali esterne, durante il periodo invernale, con un consumo di 1KWe si hanno 4KWt ceduti al fluido caldo, di cui 3 KWt sono stati sottratti all’aria esterna, il COPè quindi 4/1=4.
In realtà, la condizione di esercizio della PdC durante la stagione termica, non realizza un valore costante dell’indice di efficientamento, ma tale valore varia in ragione della temperatura e umidità dell’aria esterna, della temperatura di mandata dell’acqua calda, del fattore di carico termico della macchina, incidenza dei cicli di sbrinamento, etc.
Il coefficiente di prestazione stagionale (SCOP) della PdC, definisce invece la quantità di energia termica prodotta in una stagione termica in funzione della quantità di energia elettrica consumata. Questo indice prestazionale è più rappresentativo del COP, in quanto dipende dalla condizione termo igrometriche dell’aria esterna, dalla temperatura di mandata, dal sistema di immissione calore negli ambienti, etc.
Per gestire in modo corretto il sistema a PdC occorre definire un ulteriore indice noto come COP Medio Effettivo calcolato in fase di elaborazione del progetto e che si discosta significativamente dai precedenti indici COP, SCOOP.
Il calcolo statico, ad oggi impiegato, determina la massima potenza termica dell’edificio con la temperatura minima esterna di progetto e quindi alle condizioni minime giornaliere limitate alle prime ore del mattino (dalle 6,00 alle 8,00), senza tenere conto della variabilità della temperatura esterna nelle restanti ore della giornata, degli apporti di calore interni ed di irraggiamento esterno, della capacità termica di accumulo della struttura muraria, dell’arredamento, etc.
Il calcolo dinamico, presenta numerosi vantaggi rispetto al calcolo statico specie con l’uso della climatizzazione con la pompa di calore (PdC).
Infatti, il calcolo dinamico, diversamente da quello statico, considera il bilancio termico ora per ora della giornata, ossia considera anche la capacità termica dell’edificio di accumulare e cedere calore al suo interno.
La capacità termica interna di un edificio consente di rallentare il trasferimento di calore fra l’interno e l’esterno, ma ancor meglio dispone di un “serbatoio” capace per accumulare energia termica indotta proveniente dalle fonti di calore interne, dall’irraggiamento solare, ma anche quello voluto dal software di programmazione per caricare la struttura interna nelle ore della giornata in cui il costo di approvvigionamento dell’energia elettrica è più basso (p.e. fasce F2, F3).
La capacità termica di un edificio è la propensione della struttura muraria ad accumulare calore, si misura in J/°K e rappresenta la quantità di energia termica da fornire alla massa muraria per aumentar di 1 °K la propria temperatura.
Una capacità termica elevata consente di rallentare il trasferimento di calore fra due ambienti, o disporre di un “serbatoio” maggiore dove accumulare energia. Aumentando la capacità termica interna della struttura muraria si può ottimizzare l’accumulo dell’energia in ragione delle necessità di riutilizzo a seconda della variazione del carico termico all’interno dei singoli ambienti.
Il carico termico di un edificio o di una zona all’interno dell’edificio, indica la potenza termica che deve essere resa disponibile dall’impianto di riscaldamento o raffrescamento per assicurare le temperature interne di comfort prefissate.
L’inerzia termica indica la capacità di uno o più materiali di accumulare e trasferire il calore più o meno lentamente , opponendosi al passaggio del calore e di accumularne una parte.
In realtà l’inerzia termica di una struttura ha l’effetto combinato della “capacità termica” e della “trasmittanza termica”
Una struttura munita di una buona “inerzia termica” può fare da ”volano termico”, accumulando il calore in eccesso e rilasciandolo quando necessità.
Lo “sfasamento ed attenuazione” sono gli effetti misurabili della massa muraria riguardo il passaggio del calore tra ambiente interno ed esterno di un edificio.
Questi due valori danno la misura dell’inerzia termica di una muratura, definendone il comportamento quando sottoposta a riscaldamento o raffrescamento.
Si dice che una muratura ha un comportamento altamente inerziale quando questa presenta valori elevati di “sfasamento ed attenuazione, o più semplicemente, quando presenta un elevato “peso o massa”.
Un’elevata massa muraria comporta la necessità di fornire molta energia per riscaldarla, ma impiega molto tempo a raffreddarsi.
Questa caratteristica è particolarmente utile per mantenere costanti la condizioni climatiche interne e garantire comfort abitativo agli occupanti.
L’effetto di schiacciamento dell’onda termica (Attenuazione) dovuto anch’esso all’accumulo di calore all’interno della muratura, calore che in parte entra all’interno ed in parte viene dissipato verso l’esterno, quando la temperatura esterna diventa inferiore a quella della parete.
IMPIANTI A RADIATORI ESISTENTI CON ZOCCOLO RADIANTE
