INDICE - Città di Mesagne - Sito Istituzionale · 2012. 10. 31. · • Istruzioni CNR - UNI 10011/88 “Costruzioni di Acciaio – Istruzioni per il calcolo, l’esecuzione, il

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INDICE

PREMESSA ...................................................................................................................................................... 6

RIFERIMENTI NORMATIVI .......................................................................................................................... 7

1. SITO DI INSTALLAZIONE ........................................................................................................................ 9

2. ANALISI DEI CONSUMI .......................................................................................................................... 11

3. Inquadramento territoriale e socioeconomico del progetto, struttura e obiettivi ......................................... 13

3.1 Premessa ................................................................................................................................................ 13

3.2 Il contesto di riferimento ....................................................................................................................... 13

3.3 I consumi energetici in Puglia ............................................................................................................... 16

3.4 Il territorio ............................................................................................................................................. 18

3.5 Obiettivi e struttura del progetto ............................................................................................................ 19

4. CALCOLO DEI CARICHI TERMICI ........................................................................................................ 21

5. SOLUZIONE PROGETTUALE PROPOSTA. IMPIANTO SOLAR COOLING ..................................... 28

5.1 Descrizione della tecnologia .................................................................................................................. 28

6. CAMPI SOLARI –SCAMBIATORI........................................................................................................... 30

6.1 Calcolo della superficie di pannelli solari ............................................................................................. 30

6.2 Scambiatori di calore dei campi solari .................................................................................................. 33

6.3 Collegamento dei campi solari .............................................................................................................. 34

6.4 Vasi di espansione dei campi solari ....................................................................................................... 37

6.5 Fluido termovettore ............................................................................................................................... 39

6.6 Perdite di carico e stazioni solari ........................................................................................................... 39

7 SCAMBIATORI – ACCUMULO CALDO ................................................................................................. 41

7.1 Descrizione generale ............................................................................................................................. 41

7.2 Accumulatori ......................................................................................................................................... 41

7.3 Valvole motorizzate ............................................................................................................................... 41

7.4 Contatore di energia .............................................................................................................................. 42

7.5 Tubazioni di collegamento .................................................................................................................... 43

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7.6 Vasi di espansione ................................................................................................................................. 44

7.7 Perdite di carico e pompe di circolazione .............................................................................................. 44

8 ACCUMULO CALDO – ASSORBITORE – ACCUMULO FREDDO...................................................... 46

8.1 Descrizione generale ............................................................................................................................. 46

8.2 Assorbitore-Torre di raffreddamento ..................................................................................................... 46

8.3 Valvole motorizzate ............................................................................................................................... 48

8.4 Contatori di energia ............................................................................................................................... 49

8.5 Caldaie ................................................................................................................................................... 50

8.6 Disaeratori ............................................................................................................................................. 50

8.7 Accumulo freddo ................................................................................................................................... 50

8.8 Tubazioni di collegamento .................................................................................................................... 51

8.9 Vasi di espansione ................................................................................................................................. 51

8.10 Perdite di carico e pompe di circolazione ............................................................................................ 52

9. FISSAGGIO TUBAZIONI E COMPENSATORI DI DILATAZIONE ..................................................... 55

10. STRUTTURE DI SOSTEGNO ................................................................................................................. 57

10.1 Tecniche di fissaggio delle strutture si sostegno ................................................................................. 62

11. LOGICA DI FUNZIONAMENTO ........................................................................................................... 64

11.1 Funzionamento circuito estivo ............................................................................................................. 64

11.1.1 Circuito Boiler – Caldaia – Assorbitore ....................................................................................... 64

11.1.2 Circuito Boiler – Campi solari ...................................................................................................... 65

11.1.3 Controllo Serbatoio principale (AC1) e serbatoio secondario (AC2) ........................................... 65

11.2 Funzionamento circuito invernale ....................................................................................................... 66

11.2.1 Circuito Boiler – Caldaia – Montanti di distribuzione ................................................................. 66

11.2.2 Circuito Boiler – Campi solari ...................................................................................................... 66

11.2.3 Controllo Serbatoio principale (AC1) e serbatoio secondario (AC2) ........................................... 67

11.3 Funzionamento elettrico ...................................................................................................................... 67

12. COPERTURA DELLA CENTRALE TERMICA E SCAVI .................................................................... 70

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12.1 Copertura centrale termica ................................................................................................................... 70

12.2 Scavi .................................................................................................................................................... 71

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PREMESSA L’intervento oggetto della presente relazione tecnica generale è risultato ammesso, con progetto definitivo, a finanziamento nell’ambito del Programma Operativo Interregionale “Energie rinnovabili e risparmio energetico” 2007 – 2013, Linea di attività 1.3 “Interventi a sostegno della produzione di energia da fonti rinnovabili nell’ambito dell’efficientamento energetico degli edifici e utenze energetiche pubbliche o ad uso pubblico”. Il luogo dell’intervento è il Palazzo Comunale di Mesagne (BR) e nello specifico trattasi di un impianto solare termico che svolge la duplice funzione di produzione di acqua calda per il riscaldamento degli ambienti con integrazione di caldaia a combustibile tradizionale e di produzione di acqua refrigerata per il raffrescamento degli ambienti mediante la tecnologia solar cooling.

L’iniziativa è volta a migliorare l’efficienza energetica dell’edificio attraverso la copertura del fabbisogno annuo della climatizzazione per almeno il 75% mediante l’installazione di collettori solari sottovuoto e di tutte le apparecchiature e componenti necessari alla produzione della potenza termica e frigorifera richiesta.

Il presente progetto esecutivo viene redatto sulla base delle indicazioni contenute nel progetto definitivo.

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RIFERIMENTI NORMATIVI Di seguito un elenco non esaustivo dei riferimenti normativi da rispettare, comprese eventuali varianti, aggiornamenti ed estensioni.

• UNI 7357: Calcolo del fabbisogno termico per il riscaldamento di edifici; • UNI 10344: Riscaldamento degli edifici. Calcolo del fabbisogno di energia; • UNI EN ISO 13370: Riscaldamento e raffrescamento degli edifici. Scambi di energia termica tra

terreno ed edificio. Metodo di calcolo; • UNI 10349: Riscaldamento e raffrescamento degli edifici. Dati Climatici; • UNI 10379: Riscaldamento degli edifici. Fabbisogno energetico convenzionale normalizzato.

Metodo di calcolo e verifica; • UNI 10348: Riscaldamento degli edifici. Rendimenti dei sistemi di riscaldamento. Metodo di

calcolo; • UNI EN ISO 13788: Temperatura superficiale interna per evitare l'umidità superficiale critica e

condensazione interstiziale. Metodo di calcolo; • UNI EN ISO 10077-1: Prestazione termica di finestre, porte e chiusure. Calcolo della trasmittanza

termica. Metodo semplificato; • UNI EN ISO 14683: Ponti termici in edilizia. Coefficiente di trasmissione termica lineica. Metodi

semplificati e valori di riferimento; • UNI EN 832: Prestazione termica degli edifici. Calcolo del fabbisogno di energia per il

riscaldamento. Edifici residenziali; • UNI EN ISO 13789:2001: Prestazione termica degli edifici - Coefficiente di perdita di calore per

trasmissione - Metodo di calcolo; • UNI/TS 11300-2: Determinazione del fabbisogno di energia primaria e dei rendimenti per la

climatizzazione invernale e per la produzione di acqua calda sanitaria; • D.M. n. 37 del 22/01//2008 “Regolamento concernente l’attuazione dell’art. 11-quaterdecies, c. 13, l.

a) della legge n. 248 del 2/12/2005, recante riordino delle disposizioni in materia di attività di installazione degli impianti all’interno degli edifici”;

• D.Lgs. 81/2008 “Attuazione dell’art. 1 della legge 03/08/2007, n. 123, in materia di tutela della salute e della sicurezza nei luoghi di lavoro”;

• Legge n. 186 del 01/03/1968 “Disposizioni concernenti la produzione di materiali, apparecchiature, macchinari, installazioni e impianti elettrici ed elettronici”;

• Legge n. 791 del 18/10/77 “Libera circolazione del materiale elettrico BT – CEE 73/23”; • CEI 20-19/1 IV edizione “Cavi isolati in gomma per tensioni fino a 450/750 V”; • CEI 20-22 “Cavi non propaganti l’incendio”; • CEI 20-35 fasc.688 “Cavi non propaganti la fiamma”; • CEI 20-38 II edizione “Cavi a basso sviluppo di fumi e gas tossici”; • CEI 20-39 I edizione fasc. 3480 “Tubi per installazioni elettriche”; • CEI 20-40 fasc. 1772G “Guida per l’uso di cavi a bassa tensione”; • CEI 23-3 fasc.1150 “Interruttori automatici”; • CEI 23-5 fasc. 306 “Prese a spina”; • CEI 23-8 fasc. 335 “Tubi protettivi rigidi in PVC”; • CEI 23-9 “Apparecchi di comando”; • CEI 23-12/1 fasc. 1936E “Prese a spina per usi industriali”; • CEI 23-14 “Tubi flessibili in PVC”;

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• CEI 23-16 fasc. 8/430 “Prese a spina complementari”; • CEI 23-29 fasc. 2376E “Tubi per installazioni elettriche”; • CEI 23-44 “Interruttori differenziali”; • CEI 23-50 fasc. 2730 “Prese a spina per usi domestici o similari”; • CEI 34-21 “Apparecchi di illuminazione”; • CEI 34-22 “Apparecchi di illuminazione di emergenza”; • CEI 34-23 fasc. 1528 “Requisiti particolari per apparecchi fissi”; • CEI 34-24 fasc. 1348 “Apparecchi di illuminazione prescrizioni generali”; • CEI 64-8 IV edizione “Impianti elettrici utilizzatori”; • Guida CEI 0-2 “Guida per la definizione della documentazione di progetto degli impianti elettrici”; • Guida CEI 0-3 “Guida per la compilazione della dichiarazione di conformità”; • Guida CEI 23-51 “Prescrizioni per la realizzazione dei quadri di distribuzione”; • Guida CEI 64-12 “Guida per l’esecuzione dell’impianto di terra negli edifici per uso residenziale e

terziario”; • Guida CEI 64-14 “Guida per la verifica degli impianti elettrici”; • Guida CEI 64-50 II edizione “Guida per l’integrazione nell’edificio degli impianti elettrici

utilizzatori, ausiliari e telefonici”; • Normativa ENEL in materia per quanto di competenza; • Prescrizioni VV.F., disposizioni e decreti di prevenzione incendi; • Condizioni generali di ordinazione della stazione appaltante; • D.M. 14/01/2008 “Approvazione delle nuove norme tecniche per le costruzioni”; • Istruzioni CNR - UNI 10011/88 “Costruzioni di Acciaio – Istruzioni per il calcolo, l’esecuzione, il

collaudo e la manutenzione”; • Istruzione CNR - UNI 10012/85 “Ipotesi di carico sulle costruzioni”; • D.M. LL.PP. 09/01/1996 “Norme tecniche per il calcolo, l’esecuzione ed il collaudo delle strutture in

cemento armato e precompresso e per le strutture metalliche”; • D.M. LL.PP. 16/01/1996 “Norme tecniche relative ai criteri generali per la verifica di sicurezza delle

costruzioni e dei carichi e sovraccarichi”; • Circolari del Ministero dei Lavori Pubblici del 05/8/2009 e del 11/12/2009 sull’entrata in vigore

delle norme tecniche per le costruzioni di cui al decreto ministeriale 14/01/2008; • UNI ENV 1991-1 “Basi di calcolo ed azioni sulle strutture. Parte 1: Basi di calcolo”; • UNI ENV 1991-2-1 “Basi di calcolo ed azioni sulle strutture. Parte 2-1: Azioni sulle strutture -

Massa volumica, pesi propri e carichi imposti”; • UNI ENV 1991-2-3 “Basi di calcolo ed azioni sulle strutture. Parte 2-3: Azioni sulle strutture -

Carichi da neve”; • UNI ENV 1991-2-4 “Basi di calcolo ed azioni sulle strutture. Parte 2-4: Azioni sulle strutture -

Azioni del vento”; • UNI ENV 1993-1-3 “Progettazione delle strutture di acciaio - Parte 1-3: Regole generali - Regole

supplementari per l’impiego dei profilati e delle lamiere sottili piegati a freddo”; • UNI ENV 1993-1-1:1994/A1 “Progettazione delle strutture di acciaio - Parte 1-1: Regole generali -

Regole generali e regole per gli edifici”; • Condizioni generali di ordinazione della stazione appaltante.

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1. SITO DI INSTALLAZIONE Il Palazzo Comunale del Comune di Mesagne (BR) è una struttura adibita in larga parte ad uffici e aree di servizio al pubblico, si sviluppa su due piani fuori terra, con superficie calpestabile pari a circa 1825 m2, in cui sono svolte mansioni di ufficio e di amministrazione.

L’ex – convento dei Celestini, attuale Palazzo Comunale, attiguo alla chiesa barocca di Santa Maria in Betlem, fu costruito in due diversi momenti: la parte più antica, corrispondente all’ala di Levante, fu costruita tra il 1608 ed il 1616, si affaccia su via Roma e su Piazza Garibaldi, mentre le parti comprendenti le ali di mezzogiorno, ponente e settentrione, furono edificate nella prima metà del Settecento. Il convento fu infatti ampliato con la costruzione dell’ala di Mezzogiorno, che aveva l’affaccio sul giardino del convento. In quest’ala furono ricavate le celle dei monaci: ampie e luminose stanze più che vere cellette di convento. La costruzione del chiostro e dell’artistica scalinata che porta al piano superiore risalgono anche esse a questo periodo. A sud – ovest dell’edificio, sporgente all’esterno, fu costruita una torre cilindrica destinata ai servizi igienici mentre, accanto ad essa, si sviluppa il prospetto posteriore diviso in due ordini. Quello superiore presenta tre balconi, la parte centrale un balcone ad angolo, la parte laterale destra un altro balcone. Sia a destra che a sinistra insistono due archi a tutto sesto su rispettive porte – finestre decorate da un sistema architravato simile a quello della parte di accesso alle varie stanze. La caratteristica di questo prospetto sono il balcone e la balconata ad angolo centrale che poggiano su forti mensole aggettanti che sorreggono le varie balaustre.

Nei primi anni dell’Ottocento diventa la sede della Sottintendenza e poi è stato usato come caserma e come ufficio giudiziario, come prigione e come scuola fino a diventare dal 1935 sede del Comune.

I consumi energetici di un edificio pubblico sono di norma dovuti a:

• Impianti di climatizzazione;

• Illuminazione;

• Apparecchiature elettriche ed elettroniche (computer, stampanti, fax, macchine distributrici

di bevande).

Al fine di individuare i consumi e le maggiori fonti di spreco, si deve procedere prima di tutto ad un’analisi dello stato di conservazione delle strutture e dei relativi impianti. La qualità dell’involucro edilizio, infatti, può influire in maniera rilevante sui consumi energetici dovuti alla climatizzazione invernale ed estiva. Importante è anche verificare la tipologia di impianti e la loro condizione di manutenzione. A tal fine è bene precisare che tutta la struttura è asservita dalla stessa tipologia di impianti, sia per quel che riguarda l’illuminazione che la climatizzazione. Quindi l’analisi degli interventi di efficientamento riguarderà l’intera struttura.

La struttura edilizia è realizzata in muratura portante con mattoni pieni di tufo. Le superfici trasparenti della struttura sono caratterizzate da infissi in legno con vetro semplice. Il suo orientamento è tale che il prospetto principale volge a nordest.

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In questa fase sono state esaminate le stratigrafie dei componenti opachi e trasparenti, con lo scopo di verificarne le trasmittanze.

Figura 1 – Palazzo Comunale, Mesagne (BR)

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2. ANALISI DEI CONSUMI Per il riscaldamento degli ambienti, la struttura è dotata di un impianto di riscaldamento alimentato con due caldaie a metano con potenza nominale totale pari a 200 kW, i terminali di tale impianto sono radiatori in ghisa. Il raffrescamento degli ambienti viene effettuato mediante unità autonome di tipo split per un totale di 127 kWf.

Allo stato attuale, la struttura è dotata di impianti di illuminazione costituiti principalmente da lampade fluorescenti tubolari alloggiate in plafoniere rettangolari. Dato che la maggior parte della superficie è adibita ad uffici, alta è anche la presenza di apparecchiature elettroniche come computer, stampanti e fax.

L’analisi dei consumi energetici è stata eseguita seguendo quanto indicato nelle norme tecniche elencate di seguito:

Calcolo del Fabbisogno di Energia Netta:

• energia netta per il riscaldamento (UNI TS 11300-1);

• energia netta per il raffrescamento (UNI TS 11300-1);

• energia netta per l'acqua calda sanitaria (UNI TS 11300-2);

• carichi elettrici (Raccomandazioni CTI)

Calcolo del Fabbisogno di Energia Fornita:

• consumo impianto di riscaldamento (UNI TS 11300-2);

• consumo impianto di acqua calda sanitaria (UNI TS 11300-2);

• consumo rete e/o impianto di energia elettrica (prEN 13790 e Raccomandazioni CTI).

Calcolo del Fabbisogno di Energia Primaria:

• energia primaria totale (UNI EN 15603 e UNI TS 11300-2);

• energia primaria non rinnovabile (UNI EN 15603 e UNI TS 11300-2);

• emissioni di CO2 (UNI EN 15603).

Parametri climatici utilizzati: dati climatici UNI 10349; gradi-giorno DPR 412/93 e s.m.i.; temperatura esterna di progetto UNI 5364.

Sulla base dei dati raccolti e delle metodologie di calcolo dedotte da queste norme, sono stati ricavati i risultati relativi ai consumi energetici attuali della struttura:

In Tabella 1 sono sintetizzati i fabbisogni e quindi i consumi energetici dovuti ai principali consumi da parte dell’edificio. Dall’analisi delle bollette energetiche risultano consumi energetici più contenuti. Questo potrebbe essere dovuto ad una gestione degli impianti diversa da quella ipotizzata in fase di calcolo. I consumi di energia elettrica risultano per gli anni 2009 e 2010 rispettivamente

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pari a 117102 kWh e 116601 kWh, ed imputabili principalmente all’illuminazione degli ambienti e alle unità di climatizzazione autonome.

Tabella 1 – Caratteristiche energetiche della struttura allo stato attuale

Superficie totale calpestabile (m2) 1825

Superficie totale disperdente (m2) 4589

Volume lordo disperdente (m3) 20173

S / V 0.227

Indice di prestazione energetica per climatizzazione invernale (kWh/m3 anno) 965

Fabbisogno di energia netta per climatizzazione invernale (kWh) 137642

Fabbisogno di energia netta per la climatizzazione estiva (kWh) 132733

kg CO2 emessi annualmente 54075

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3. Inquadramento territoriale e socioeconomico del progetto, struttura e obiettivi

3.1 Premessa L’attenzione alla riduzione dei consumi energetici nei vari settori ed in particolare in quello edilizio, è strettamente legato alle tecnologie impiantistiche per la produzione di energia e calore ed in particolare ai combustibili fossili (carbone, petroli, ecc) utilizzati per la combustione. Nasce dunque la necessità di far maggior ricorso alle energie rinnovabili che non emettono gas climalteranti e a tutte quelle tecnologie in grado di ridurre il consumo di combustibili tradizionali.

I consumi energetici nel settore edilizio (civile e pubblica amministrazione) hanno subito un incremento notevole negli ultimi anni. La necessità di riscaldare o di raffrescare gli ambienti poi, dipende strettamente dai sistemi e dalle caratteristiche dell’edificio e pertanto le scelte progettuali risultano determinanti al fine di ottenere il miglior confort termico invernale e/o estivo, con il minor utilizzo di energia. Il raggiungimento dell’efficienza massima si basa sulla conformità bioclimatica dei sistemi integrati di cui si compone il manufatto edilizio, processo che porta a risparmi conseguibili grazie alla promozione del rendimento energetico del sistema edificio rispetto:

• All’illuminazione (30%);

• Al riscaldamento degli ambienti (25%);

• Al condizionamento (9%).

Tali risparmi sono ottenibili attraverso una progettazione mirata che favorisce i guadagni per forma e orientamento ottimale degli edifici, l’impiego di sistemi di captazione attiva e passiva e mediante migliorie del sistema.

In Italia gli edifici sono spesso contraddistinti da una scarsa efficienza energetica dovuta ad un’inadeguata progettazione e all’uso di metodi costruttivi che ne rendono onerosa la manutenzione e la climatizzazione degli ambienti.

A questo scopo, è necessario pianificare azioni finalizzate al risparmio energetico. A tal proposito la Certificazione energetica rappresenta un’azione informativa rivolta a sensibilizzare l’utente sulla qualità energetica del proprio edificio, condotta nell’interesse primario del consumatore, attraverso cui si ottiene una riduzione dei consumi tramite azioni di riqualificazione energetica e di conseguenza un mercato immobiliare orientato verso modelli edilizi meno dissipativi.

3.2 Il contesto di riferimento Rispetto agli altri Paesi dell’Unione Europea, i consumi di energia primaria in Italia si caratterizzano per un maggiore ricorso a petrolio e gas. Circa il 30% delle fonti primarie disponibili costituisce l’input del settore termoelettrico (in particolare il 40% del gas naturale disponibile è impiegato nella generazione elettrica).

Analizzando i dati sulle emissioni a livello nazionale, emerge come si sia passati da un valore di circa 400 milioni di tonnellate di CO2 nel 1990, a 450 MtCO2 nel 2004, con un aumento del 13,3%

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dovuto ad un congruo contributo di alcune regioni: Lombardia con 70,04 MtCO2, Puglia con 49,86 MtCO2, Veneto con 43,29 MtCO2, Lazio con 42,46 MtCO2, Emilia Romagna con 40,82 MtCO2 e Sicilia con 36,91 MtCO2 registrano i quantitativi più alti di gas serra.

Figura 2 - Domanda di energia primaria – anno 2008. Fonte ENEA

Figura 3 - Emissioni di CO2 per regioni. Fonte ENEA

Le principali sostanze inquinanti che alimentano l’effetto del Gas Serra sono l’anidride carbonica (CO2), il metano (CH4) e il protossido di azoto (N2O): tutti e tre sono naturalmente presenti in atmosfera, ma le concentrazioni attuali sono fortemente influenzate dall'attività dell’uomo. Le emissioni di CO2 derivano per lo più dalla combustione delle fonti primarie di energia di origine fossile (petrolio, gas naturale e carbone) e dai loro derivati, e dipendono quindi dalla quantità e dal mix di combustibili fossili consumati annualmente. Le emissioni di metano (CH4) sono originate prevalentemente dalle attività di trattamento e smaltimento dei rifiuti (soprattutto dalla produzione di Biogas delle discariche e al trattamento delle acque reflue nell’industria) a cui seguono l’agricoltura e l’estrazione e distribuzione di combustibili fossili. Il protossido di azoto (N2O) ha

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origine prevalentemente dall’attività agricola a cui seguono i processi produttivi nell’industria e la combustione per la produzione di energia e per l’industria di trasformazione.

Figura 4 - Emissioni di CO2 per regioni – anno 2005

Per fronteggiare l’aumento dei consumi e le emissioni è necessario un intervento radicale nel settore

energetico su vasta scala: l’efficienza energetica è ritenuta la base di partenza per una “rivoluzione”

energetica perché può consentire di veder crescere in modo rilevante il contributo delle fonti

rinnovabili al fabbisogno globale di energia.

A tal scopo, il Piano d’Azione per l'Efficienza Energetica della Commissione Europea, indica una

serie di provvedimenti prioritari comprendenti un’ampia gamma di iniziative finalizzate

all’efficienza energetica e all’efficacia economica.

In particolare il piano evidenzia l’importanza di applicare norme minime di rendimento energetico

alle apparecchiature, ai prodotti (elettrodomestici, condizionatori, pompe di calore, ventilatori

industriali, ecc) per gli edifici e per i servizi energetici.

Insieme alle classi di efficienza e ai sistemi di etichettatura, introduce norme minime di rendimento

energetico, insieme a dei requisiti minimi di rendimento per i nuovi edifici e per le ristrutturazioni

incentivando gli edifici a bassissimo consumo di energia (le “case passive”).

La Commissione ritiene che i più consistenti risparmi di energia possano essere realizzati nel

terziario (gli edifici residenziali e commerciali, con un potenziale di riduzione stimato

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rispettivamente al 27% e al 30%), l’industria manifatturiera, con possibilità di risparmio di circa il

25%, e il settore dei trasporti, con una riduzione del consumo stimata intorno al 26%.

Con gli incrementi di efficienza nell’uso dell’energia si migliora l’impatto ambientale delle attività

umane senza diminuire gli standard di vita e inoltre rappresentano un forte stimolo di progresso

tecnologico per il Paese, dando un impulso allo sviluppo di nuove tecnologie. Nel settore terziario,

le misure di miglioramento dell’efficienza energetica riguardano quattro categorie di intervento:

• Riscaldamento efficiente,

• condizionamento efficiente,

• illuminazione efficiente degli edifici,

• isolamento termico,

• illuminazione pubblica.

Tali misure derivano dalla direttiva sulla certificazione energetica degli edifici (relativamente

all’efficienza nel riscaldamento e nel condizionamento) e dalla Direttiva 92/75/CEE EUP. In questo

caso, i risparmi aggiuntivi a livello di edificio sono dovuti principalmente al miglioramento della

climatizzazione (estiva e invernale) e alla maggiore efficienza dei sistemi di illuminazione.

Nel caso dell’industria, le misure considerate nel Piano d’azione, riguardano principalmente le

seguenti categorie di intervento:

• illuminazione degli edifici e dei luoghi di lavoro,

• motorizzazioni efficienti,

• azionamenti a velocità variabile,

• cogenerazione ad alto rendimento.

3.3 I consumi energetici in Puglia I consumi energetici finali in Puglia sono stimati in 18.231,7 kWh circa, con un incremento medio

annuo (negli ultimi 15 anni) dell’1,3% circa.

Solo nella provincia di Brindisi con 1984 GWh/anno, i consumi rappresentano il 11% del totale

della regione.

L’andamento complessivo risente del forte peso dei consumi nel settore industriale caratterizzato

però da una certa stabilità nei consumi. Se si sottrae questo settore dalla valutazione complessiva, si

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nota che l’incremento dei consumi a livello regionale è stato superiore al dato nazionale (+33%).

Ancora maggiori risultano essere gli incrementi nel settore civile (residenziale e terziario), con

+38% contro +26% e dell’agricoltura e pesca, con +38% contro +9%.

Il settore terziario presenta una crescita dei consumi di energia elettrica e dei vettori per usi termici

con un incremento del 60% per l’energia elettrica e del 70% per gli atri vettori nel loro insieme.

Una ripartizione dei consumi nei vari sottosettori può essere fatta considerando l’energia elettrica,

come riportato nel grafico successivo.

Figura 5 - Richiesta energetica Puglia (GWh), anno 2008. Fonte TERNA

Figura 6 - Consumi per provincia Puglia, anno 2008. Fonte TERNA

Figura 7 - Ripartizione dei consumi energetici, anno 2004. Fonte: Piano Energetico Regionale

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La disaggregazione dei consumi nei singoli sottosettori indica la prevalenza del commercio che, nel

2004, da solo impiega un terzo dell’energia elettrica. La quota relativa a alberghi e ristoranti è del

14%. Degno di nota è il livello occupato dai consumi dell’illuminazione pubblica, 13%, mentre

quello relativo alla pubblica amministrazione è del 7%.

La pubblica amministrazione e l’illuminazione pubblica hanno avuto un incremento dei consumi di

energia elettrica di oltre il 50% negli ultimi quindici anni. Assieme tali settori costituiscono il 20%

dei consumi complessivi.

3.4 Il territorio La struttura in esame ricade all’interno dell’ambito 11 del Piano Territoriale Paesaggistico della

Regione Puglia, chiamato “La Piana Brindisina”.

Il Piano Paesaggistico, descrive la Piana Brindisina come “uniforme bassopiano compreso tra i rialti

terrazzati delle Murge a Nord-Ovest e le deboli alture del Salento settentrionale a sud. Si

caratterizza, oltre che per la quasi totale assenza di pendenze significative e di forme morfologiche

degne di significatività, per l’intensa antropizzazione agricola del territorio e per la presenza di zone

umide costiere”.

Figura 8 - Inquadramento territoriale

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Le criticità maggiori per il territorio dell’ambito sono riconducibili in primo luogo alle pesanti

infrastrutturazioni industriali e produttive, che, oltre ad aver comportato alti livelli di inquinamento,

minacciano irreversibilmente la conservazione dei regimi idrici naturali e, insieme con il fenomeno

della dispersione insediativa, della originalità dei luoghi. Gli stessi fenomeni di urbanizzazione, che

interessano in particolar modo la costa, ne alterano i paesaggi rurali, minacciati anche

dall’intensivizzazione di cui alcuni settori agricoli sono protagonisti.

Il Piano Regionale sulla Qualità dell’Aria per la Regione Puglia mette in evidenza gli effetti sulla

salute legati all’inquinamento atmosferico distinguendoli in effetti a breve termine ed effetti a lungo

termine.

Gli studi compiuti hanno evidenziato che aumenti delle concentrazioni dei principali inquinanti

(PM10, NOx, SOx) possono essere responsabili, nel corso della stessa giornata o a uno - due giorni

di distanza, di incrementi della mortalità generale, della mortalità per malattie respiratorie e

cardiovascolari e di ricoveri ospedalieri per le stesse cause e per patologie respiratorie acute o per

loro riacutizzazioni (asma bronchiale). Tra gli effetti a lungo termine, si osservano decrementi della

funzionalità respiratoria, aumenti di sintomatologia a carico delle vie aeree (tosse, bronchiti), di

patologie croniche dell’apparato respiratorio e di tumori polmonari.

3.5 Obiettivi e struttura del progetto Gli obiettivi da perseguire nel presente progetto, sono quelli relativi all’utilizzo di interventi di

elevata qualità e di specifici criteri di compatibilità ambientale e sviluppo sostenibile, dalla

minimizzazione dei consumi di energia e delle risorse ambientali in genere, alla garanzia del

benessere e della salute degli occupanti, all’utilizzo di materiali naturali con particolare riferimento

a quelli di provenienza locale, alla promozione e sperimentazione di sistemi edilizi a costi contenuti

anche attraverso l’uso di metodologie innovative.

Gli obiettivi strategici riguarderanno pertanto:

• l’incremento dell’efficienza attraverso l’innovazione tecnologica;

• la riduzione delle emissioni.

L’ampiezza e la complessità dell’intervento di recupero degli edifici, implica la definizione di un

percorso conoscitivo particolare che è rivolto all’individuazione delle caratteristiche peculiari dei

20

manufatti edilizi, dell’accertamento delle loro condizioni di stato e alle cause di fenomeni di

degrado.

La fase preliminare è caratterizzata dalla lettura delle caratteristiche dell’edificio e dalla valutazione

delle sue condizioni di osservazione. Questa procedura conoscitiva è volta a formulare un giudizio

sulla qualità prestazionale complessiva e a individuare condizioni di alterazione e/o degrado sia

rispetto alle sue parti funzionali che ai materiali che lo costituiscono. A seguito dell’individuazione

delle situazioni anomale dal punto di vista prestazionale, si passa alla fase di correlazione tra

fenomeni e cause generatrici allo scopo di individuare i rimedi e gli interventi necessari per attuarli.

Gli interventi riguarderanno però esclusivamente le parti impiantistiche.

21

4. CALCOLO DEI CARICHI TERMICI L’edificio sito in Mesagne alla via Roma, 4, sede del Comune di Mesagne (BR) e denominato

Palazzo Municipale, è disposto su due piani con chiostro al centro, secondo le planimetrie in fig. 9 e

fig. 10. Le copertura sono del tipo a volta e l’epoca di realizzazione dell’opera risale al ‘600.

Per la stima dei carichi termici dell’edificio, coerentemente con i parametri costruttivi, sono stati

adottati i valori di trasmittanza dei vari componenti edilizi riassunti in Tabella 2.

Figura 9 - Plaminetria Palazzo Municipale, Piano Terra

22

Figura 10 - Plaminetria Palazzo Municipale, Piano Primo

Tabella 2 - Valori di trasmittanza assunti per la stima dei carichi termici dell’edificio

Id. Componente edilizio U [W/m2°C] 1 Parete esterna isolata 1,086 2 Parete interna 1,478 3 Solaio esterno 0,921 4 Solaio interpiano 1,367 5 Pavimento su terreno 1,089 6 Pavimento interpiano 1,120 7 Pavimento su spazio aerato 1,367 8 Infissi vetrati 4,203 9 Porte in legno 1,987

Il calcolo è stato effettuato secondo le prescrizioni riportate, tra gli altri, nei seguenti riferimenti

normativi:

• UNI 7357: Calcolo del fabbisogno termico per il riscaldamento di edifici;

• UNI 10344: Riscaldamento degli edifici. Calcolo del fabbisogno di energia;

23

• UNI EN ISO 13370: Riscaldamento e raffrescamento degli edifici. Scambi di energia

termica tra terreno ed edificio. Metodo di calcolo;

• UNI 10349: Riscaldamento e raffrescamento degli edifici. Dati Climatici;

• UNI 10379: Riscaldamento degli edifici. Fabbisogno energetico convenzionale

normalizzato. Metodo di calcolo e verifica;

• UNI 10348: Riscaldamento degli edifici. Rendimenti dei sistemi di riscaldamento. Metodo

di calcolo;

• UNI EN ISO 13788: Temperatura superficiale interna per evitare l'umidità superficiale

critica e condensazione interstiziale. Metodo di calcolo;

• UNI EN ISO 10077-1: Prestazione termica di finestre, porte e chiusure. Calcolo della

trasmittanza termica. Metodo semplificato;

• UNI EN ISO 14683: Ponti termici in edilizia. Coefficiente di trasmissione termica lineica.

Metodi semplificati e valori di riferimento;

• UNI EN 832: Prestazione termica degli edifici. Calcolo del fabbisogno di energia per il

riscaldamento. Edifici residenziali;

• UNI EN ISO 13789:2001: Prestazione termica degli edifici - Coefficiente di perdita di

calore per trasmissione - Metodo di calcolo;

• CTI - Sottocomitato n.6 - Riscaldamento e ventilazione - Giugno 2003: Raccomandazione

per l'utilizzo della norma UNI 10348 ai fini del calcolo del fabbisogno di energia primaria e

del rendimento degli impianti di riscaldamento e/o di produzione acqua calda per usi

igienico – sanitari;

• UNI/TS 11300-2: Determinazione del fabbisogno di energia primaria e dei rendimenti per la

climatizzazione invernale e per la produzione di acqua calda sanitaria.

L’edificio è classificato come E.2 (edifici adibiti ad uffici e assimilabili), la località di ubicazione

presenta 1237 Gradi Giorno e le condizioni di progetto risultano:

INVERNO

• temperatura minima esterna 0°C

• temperatura interna 20°C ± 2°C

• umidità relativa 80%

24

ESTATE

• temperatura estiva esterna a bulbo secco 36,0 °C

• temperatura estiva esterna a bulbo umido 26,97°C

• temperatura interna 26,0 °C ± 2°C

• umidità relativa 60%

• infiltrazioni naturali nei vari ambienti 0,5 ric/h

I calcoli effettuati hanno condotto ai risultati riassunti in tabella 3 e tabella 4 e relativi

rispettivamente alle dispersioni invernali e alle rientrate di calore estive. La numerazione e i nomi

dei locali sono relativi a quanto riportato in figura 9 e figura 10.

Tabella 3 - Dispersioni invernali dell’edificio.

______________________________________________________________________

Locale Volume T Ric. Trasm. Magg. Marg. VA Ventil. Recup. Totale m³ (°C) (n/h) (W) (W) (W) (W) (W) (W) (W)

________________________________________________________________________ 000001 Messi 196,0 20,0 0,30 2249 337 776 439 410 0 4211 000002 URP 196,0 20,0 0,30 2244 337 774 0 410 0 3765 000003 Anagrafe 414,8 20,0 0,30 3587 538 1238 1155 868 0 7386 000004 Elettorale2 318,8 20,0 0,30 1706 256 589 687 667 0 3905 000005 Elettorale1 254,8 20,0 0,30 1728 259 596 634 533 0 3750 000006 Serv.soc.+el.dati 254,8 20,0 0,30 1743 261 601 586 533 0 3724 000007 Servizi sociali 122,5 20,0 0,30 1358 204 469 0 256 0 2287 000008 Servizi sociali 122,5 20,0 0,30 1358 204 469 0 256 0 2287 000009 Corridoio 227,9 20,0 0,30 2403 360 829 0 477 0 4069 000010 Servizi sociali 240,8 20,0 0,30 2546 382 878 0 504 0 4310 000011 Resp.le servizi social 141,2 20,0 0,30 1695 254 585 0 296 0 2830 000012 Urbanistica 279,6 20,0 0,30 1842 276 635 817 585 0 4155 000013 Resp.le Urbanistica 256,3 20,0 0,30 1827 274 630 0 537 0 3268 000014 Sala riunioni 259,3 20,0 0,30 1782 267 615 0 543 0 3207 000015 Comandante 226,2 20,0 0,30 1604 241 554 0 474 0 2873 000016 Ufficio2 78,3 20,0 0,30 514 77 177 0 164 0 932 000017 Comando PM 142,4 20,0 0,30 1644 247 567 0 298 0 2756 000018 Ufficio1+conciliaz. 195,8 20,0 0,30 1682 252 580 402 410 0 3326 000019 V.Comandante 154,8 20,0 0,30 1594 239 550 293 324 0 3000 000020 Ambiente energia 233,5 20,0 0,30 2642 396 911 791 489 0 5229 000021 Resp.le Att.produtt. 158,4 20,0 0,30 1945 292 671 0 332 0 3240 000022 Att.produtt. 233,5 20,0 0,30 2771 416 956 0 489 0 4632

25

000023 Agricoltura 165,2 20,0 0,30 1666 250 575 599 346 0 3436 000024 24 201,6 20,0 0,30 1724 259 595 0 422 0 3000 000025 Lavori pubblici 230,8 20,0 0,30 2210 331 762 282 483 0 4068 000026 26 89,6 20,0 0,30 956 143 330 0 188 0 1617 000027 Lavori pubblici 176,9 20,0 0,30 1497 225 517 0 370 0 2609 000028 Corridoio 616,0 20,0 0,30 5974 896 2061 0 1290 0 10221 000029 Contratti 185,5 20,0 0,30 1528 229 527 0 388 0 2672 000030 Contratti 189,0 20,0 0,30 1542 231 532 0 396 0 2701 000031 Contratti 160,0 20,0 0,30 589 88 203 406 335 0 1621 000032 Protocollo 168,3 20,0 0,30 589 88 203 423 352 0 1655 000033 Corridoio 971,1 20,0 0,30 10315 1547 3559 588 2033 0 18042 000034 Ragioneria 288,1 20,0 0,30 2022 303 698 674 603 0 4300 000035 Economato 237,9 20,0 0,30 1680 252 580 0 498 0 3010 000036 Resp.le Ragioneria 179,9 20,0 0,30 1465 220 506 0 376 0 2567 000037 Resp.le Tributi 124,8 20,0 0,30 1023 153 353 0 261 0 1790 000038 Tributi 143,0 20,0 0,30 1292 194 446 0 299 0 2231 000039 Tributi 287,5 20,0 0,30 2206 331 761 0 602 0 3900 000040 40 184,0 20,0 0,30 720 108 248 0 385 0 1461 000041 Legale 105,6 20,0 0,30 1022 153 353 0 221 0 1749 000042 V.Segretario 115,2 20,0 0,30 1307 196 451 0 241 0 2195 000043 Segreteria 278,0 20,0 0,30 2029 304 700 392 582 0 4007 000044 Personale 265,4 20,0 0,30 1842 276 635 463 556 0 3772 000045 Segretario 225,5 20,0 0,30 1612 242 556 0 472 0 2882 000046 Sindaco 302,9 20,0 0,30 2047 307 706 0 634 0 3694 000047 Assessori 96,0 20,0 0,30 1025 154 354 0 201 0 1734 000048 Corridoio 155,8 20,0 0,30 1980 297 683 0 326 0 3286 000049 Centralino 75,7 20,0 0,30 1194 179 412 0 158 0 1943 000050 V.Sindaco 145,7 20,0 0,30 1487 223 513 0 305 0 2528 000051 Aula consiliare 876,4 20,0 0,30 9757 1464 3366 740 1835 0 17162 000052 Resp.le Lav.pubblici 154,2 20,0 0,30 1655 248 571 368 323 0 3165

________________________________________________________________________ Totali 12103,6 108419 16260 37404 10739 25336 0 198158

________________________________________________________________________

Tabella 4 - Rientrate di calore estive dell’edificio. ________________________________________________________________________

Locale Volume Ora max Q sens. Q latente Q totale R=Qs/Qt (m³) carico W W W

________________________________________________________________________ 000001 Messi 196,0 16 1880 817 2697 0,6971

26

000002 URP 196,0 16 1483 817 2300 0,6448 000003 Anagrafe 414,8 16 2963 1730 4693 0,6314 000004 Elettorale2 318,8 13 2066 1329 3395 0,6085 000005 Elettorale1 254,8 16 1647 1063 2710 0,6077 000006 Serv.soc.+el.dati 254,8 16 1626 1063 2689 0,6047 000007 Servizi sociali 122,5 16 1185 511 1696 0,6986 000008 Servizi sociali 122,5 16 1185 511 1696 0,6986 000009 Corridoio 227,9 15 1307 950 2257 0,5791 000010 Servizi sociali 240,8 15 1704 1004 2708 0,6292 000011 Resp.le servizi sociali 141,2 15 1289 589 1878 0,6863 000012 Urbanistica 279,6 16 1552 1166 2718 0,5709 000013 Resp.le Urbanistica 256,3 16 1155 1069 2224 0,5192 000014 Sala riunioni 259,3 12 1179 1081 2260 0,5218 000015 Comandante 226,2 15 1254 943 2197 0,5707 000016 Ufficio2 78,3 15 358 327 685 0,5226 000017 Comando PM 142,4 16 945 594 1539 0,6141 000018 Ufficio1+conciliaz. 195,8 16 1411 817 2228 0,6333 000019 V.Comandante 154,8 12 1343 646 1989 0,6752 000020 Ambiente energia 233,5 16 2004 974 2978 0,6730 000021 Resp.le Att.produtt. 158,4 16 1349 661 2010 0,6711 000022 Att.produtt. 233,5 16 2003 974 2977 0,6728 000023 Agricoltura 165,2 16 1538 689 2227 0,6907 000024 24 201,6 15 919 841 1760 0,5221 000025 Lavori pubblici 230,8 16 2549 962 3511 0,7260 000026 26 89,6 16 1164 374 1538 0,7568 000027 Lavori pubblici 176,9 16 1650 738 2388 0,6909 000028 Corridoio 616,0 16 5664 2569 8233 0,6880 000029 Contratti 185,5 16 1688 774 2462 0,6856 000030 Contratti 189,0 16 1699 788 2487 0,6832 000031 Contratti 160,0 16 1410 667 2077 0,6789 000032 Protocollo 168,3 16 1436 702 2138 0,6717 000033 Corridoio 971,1 16 8241 4050 12291 0,6705 000034 Ragioneria 288,1 16 3436 1201 4637 0,7410 000035 Economata 237,9 16 2513 992 3505 0,7170 000036 Resp.le Ragioneria 179,9 16 2268 750 3018 0,7515 000037 Resp.le Tributi 124,8 16 1536 520 2056 0,7470 000038 Tributi 143,0 16 2064 596 2660 0,7759 000039 Tributi 287,5 16 2991 1199 4190 0,7138 000040 40 184,0 16 1157 767 1924 0,6013 000041 Legale 105,6 16 1317 440 1757 0,7496 000042 V.Segretario 115,2 13 1630 480 2110 0,7725 000043 Segreteria 278,0 16 2656 1159 3815 0,6962

27

000044 Personale 265,4 16 2495 1107 3602 0,6927 000045 Segretario 225,5 16 1869 940 2809 0,6653 000046 Sindaco 302,9 16 2227 1263 3490 0,6382 000047 Assessori 96,0 16 1244 400 1644 0,7566 000048 Corridoio 155,8 16 1923 650 2573 0,7474 000049 Centralino 75,7 16 1317 315 1632 0,8070 000050 V.Sindaco 145,7 16 1588 608 2196 0,7231 000051 Aula consiliare 876,4 16 9029 3655 12684 0,7118 000052 Resp.le Lav.pubblici 154,2 16 1880 643 2523 0,7452

________________________________________________________________________ Totali 12103,6 16 105460 50475 155935 0,6763

________________________________________________________________________ Mese calcolo rientrate : 7 (Luglio) Nota: I dati sono relativi rispettivamente all'ora di massimo carico di locale o di impianto.

28

5. SOLUZIONE PROGETTUALE PROPOSTA. IMPIANTO SOLAR COOLING

5.1 Descrizione della tecnologia L’ impianto di solar cooling, letteralmente “raffrescamento solare”, è un impianto di recente

sviluppo che permette la produzione di acqua refrigerata attraverso energia termica proveniente da

fonte fossile o rinnovabile, grazie all’utilizzo di una macchina ad assorbimento, l’assorbitore. Nel

caso specifico la potenza termica necessaria viene garantita da collettori solati sottovuoto. Il

fabbisogno termico di un edificio è esattamente in controtendenza alla radiazione solare disponibile.

Infatti, la radiazione solare ha un punto di massimo nel periodo estivo, mentre il fabbisogno

dell’edificio ha un massimo in inverno.

Il solar cooling è attualmente l’unica applicazione che permette di avvicinare le due curve

garantendo così, oltre ad un migliore sfruttamento della radiazione solare, un maggiore risparmio

economico e una migliore efficienza energetica dell’edificio.

Come mostra la Figura 11 l’impianto di solar cooling è costituito essenzialmente da 4 sezioni: i

pannelli solari; un serbatoio per accumulare l’acqua calda; un serbatoio per l’acqua refrigerata; un

refrigeratore d’acqua ad assorbimento.

Figura 11 - Schema funzionamento impianto solar cooling

I pannelli solari catturano l’energia solare, producendo acqua calda che viene accumulata nel

serbatoio. Dal serbatoio questa esce e va ad alimentare il chiller ad assorbimento. L’acqua calda

alimenta l’assorbitore , il quale produce acqua refrigerata, accumulata nel serbatoio, in genere alla

temperatura di 7°C, per il condizionamento dell’edificio.

29

L’acqua calda all’uscita dell’assorbitore avrà ridotto la sua temperatura e torna nel serbatoio

“caldo” per essere di nuovo riscaldata, allo stesso modo l’acqua fredda , una volta condizionata

l’utenza torna nel serbatoio “freddo” per essere di nuovo refrigerata dall’assorbitore.

Nel caso specifico, e con riferimento alla Tavola T.4, l’impianto solar cooling è costituito da tre

campi solari all’interno del quale scorre una soluzione a base di acqua, glicole propilenico ed

inibitore di corrosione. I campi solari sono installati sulla copertura dell’edificio. La potenza

termica prodotta dai campi solari viene trasferita, mediante gli scambiatori SC1, SC2 ed SC3,

all’acqua contenuta negli accumulatori AC1, AC2, AC3 e AC4. Ogni coppia di accumulatori

alimenta un assorbitore destinato alla produzione di acqua refrigerata, inviata ad un accumulatore

AF e successivamente all’impianto di distribuzione dell’edificio. Gli assorbitori vengono serviti da

una torre di raffreddamento dedicata e incorporata agli stessi (la torre di raffreddamento può essere

anche esterna agli assorbitori pur conservando le stesse prestazioni dell’impianto).

La logica di funzionamento dell’impianto verrà descritta in dettaglio al paragrafo 12.

L’impianto può essere considerato suddiviso in tre sezioni:

• Campi solari – Scambiatori

• Scambiatori– Accumulo caldo;

• Accumulo caldo – Assorbitori - Accumulo freddo

30

6. CAMPI SOLARI –SCAMBIATORI

6.1 Calcolo della superficie di pannelli solari Il dimensionamento dell’impianto solare è stato effettuato mediante software RetScreen SWHP 4.1

facendo riferimento ai dati climatici rilevati dalla stazione meteorologica più vicina.

DATI DI PROGETTO:

Dal calcolo dei carichi termici per l’edificio oggetto dell’intervento risulta:

Fabbisogno termico: 198,16 kWt

Fabbisogno frigorifero: 155,94 kWf

Le caratteristiche minime utilizzate per il calcolo dell’area di collettori solari necessari a garantire i

fabbisogni sopra indicati sono indicate in Tabella 5.

Tabella 5 – Parametri di efficienza minimi del collettore solare

η0 (riferito alla superficie lorda) 0,576 a1 (riferito alla superficie lorda) [W/m

2K] 1,24 a2 (riferito alla superficie lorda) [W/m

2K2] 0,0029 η0 (riferito alla superficie di apertura) 0,653 a1 (riferito alla superficie di apertura) [W/m

2K] 1,41 a2 (riferito alla superficie di apertura) [W/m

2K2] 0,0033

Dai calcoli effettuati con RetScreen SWHP 4.1 risulta che una superficie di apertura totale del

campo solare (somma delle superfici di apertura dei singoli collettori) pari a 283,43 m2 sviluppa una

potenza termica di 198,39 kW. Con superficie di apertura si intende quella in grado di captare la

radiazione solare.

La potenza generata dai collettori solari dovrà essere disponibile ad un assorbitore con soluzione di

Bromuro di Litio in grado di produrre acqua refrigerata per il raffrescamento degli ambienti

dell’edificio. Per tale assorbitore si assume un COP pari a 0,7 e di conseguenza la potenza

frigorifera utile risulta essere pari a 138,9 kWf.

Riassumendo:

Fabbisogno frigorifero dell’edificio: 155,94 kWf

Potenza frigorifera utile: 138,9 kWf

Fabbisogno frigorifero coperto dall’impianto solar cooling: 89,6 %

31

Figura 12 - Snapshot dati climatici da stazione meteorologica Brindisi – Papola Casale

Sono stati riportati in Tabella 6 e nei grafici sottostanti gli andamenti dell’energia frigorifera utile e

dell’ energia termica nei diversi mesi dell’anno e il fabbisogno termico e frigorifero del Palazzo

Comunale.

ENERGIA CAPTATA DAI COLLETTORI: energia captata durante tutto l’arco dell’anno dal campo solare costituito dai collettori a tubi sottovuoto alla latitudine considerata;

ENERGIA UTILE PER RISCALDAMENTO: energia prodotta dall’impianto nel periodo che va dal 01/10 al 31/03 che può essere utilizzata per l’integrazione al riscaldamento della struttura;

ENERGIA FRIGORIFERA PRODOTTA: energia prodotta dall’impianto di solar cooling nel periodo che va dal 01/04 al 30/09;

32

Tabella 6 – Energia utile e fabbisogni di energia

Mese

ENERGIA

CAPTATA

DAI

COLLETTORI

[kWh]

Energia utile

per

riscaldamento

[kWh]

Energia

frigorifera

prodotta

[kWh]

Fabbisogno

di energia

primaria

[kWh]

Fabbisogno

frigorifero

[kWh]

radiazione

mensile

[kWh]

Gennaio 12521 12521 0 37428 0 19264

Febbraio 13566 13566 0 31298 0 20870

Marzo 17942 17942 0 23391 0 27603

Aprile 21802 0 17660 0 0 33542

Maggio 23303 0 18876 0 19234 35852

Giugno 26971 0 21846 0 28546 41494

Luglio 29302 0 23735 0 32130 45080

Agosto 28145 0 22798 0 28367 43300

Settembre 24815 0 20100 0 24456 38176

Ottobre 21170 0 17148 0 0 32569

Novembre 13921 13921 0 14027 0 21418

Dicembre 10671 10671 0 31498 0 16416

La tavola T.3 illustra la disposizione dei collettori solari suddivisa in tre campi, in cui i collettori

avranno un angolo di tilt di 36°. Il layout dei campi solari è stato progettato sulla base delle

dimensioni di ingombro dei modelli Kloben SKY 18 CPC 58 e Kloben SKY 21 CPC 58.

Vengono indicate di seguito indicate le caratteristiche dei campi solari.

Tabella 7 – Caratteristiche dei campi solari

CARATTERISTICHE GENERALI

η0 (riferito alla superficie di apertura) 0,653a1 (riferito alla superficie di apertura) [W/m

2K] 1,41a2 (riferito alla superficie di apertura) [W/m

2K2] 0,0033

Angolo di tilt [°] 36

Superficie di apertura totale [m2] 283,43

Potenza totale PT [kW] 198,39

Portata [l/min m2] 0,8

Campo 1

33

Superficie apertura SCa1 [m2] 110,76

Potenza PCa1 [kW] 77,53

Portata VCa1 [l/h] 5316,5

Campo 2

Superficie apertura SCa2 [m2] 132,95



Campo 3

Superficie apertura SCa3[m2] 39,72



6.2 Scambiatori di calore dei campi solari Gli scambiatori di calore SC1, SC2 ed SC3 a servizio dei campi solari trasferiscono la potenza

termica prodotta da questi ultimi all’acqua contenuta negli accumulatori caldi (AC1, AC2,AC3 e

AC4). Con lato primario si indica il lato dello scambiatore attraversato dal fluido del campo solare

ad esso collegato. Con lato secondario si indica il lato dello scambiatore attraversato dall’acqua

dell’accumulo caldo. La pressione di caricamento dei campi solari è di 3-3,5 bar. Viene fissata

quindi una temperatura massima di 120°C, oltre la quale le pompe delle stazioni solari PSC1, PSC2

e PSC3 vengono bloccate. Si assume un salto termico all’interno dei campi solari pari a 10°C. La

temperatura massima che si può raggiungere all’interno degli accumulatori caldi è di 98°C,

temperatura massima per l’acqua di alimentazione degli assorbitori. Nelle condizioni di massimo

carico la temperatura di uscita dell’acqua di alimentazione dagli assorbitori è di 88°C. Le portate

nel lato primario e nel lato secondario vengono assunte uguali.

Ne consegue che nelle condizioni di massimo carico, gli scambiatori a servizio dei rispettivi campi

solari devono garantire le seguenti prestazioni minime indicate in Tabella 8.

Gli scambiatori di calore da installare saranno del tipo a piastre saldobrasate, con piastre e

connessioni in AISI 316 e materiale di brasatura in rame. Dovranno garantire una temperatura

massima di esercizio pari a 200 °C ed una temperatura minima di -10°C. La pressione massima di

esercizio dovrà essere almeno di 10 bar. Gli scambiatori dovranno essere forniti insieme a tutta la

componentistica necessaria alla loro installazione e dovranno essere dotati di valvole di

34

intercettazione manuali sia sul lato primario che sul secondario per eventuali interventi di rimozione

o manutenzione. Infine sull’ingresso e sull’uscita del lato primario saranno installati due termometri

bimetallici con quadrante circolare D=80 mm e attacco da ½”.

Tabella 8 – Dati di input a regime per la scelta degli scambiatori di calore a servizio dei campi solari

SCAMBIATORE CAMPO 1 – SC1

Portata primario [l/h] 5316,5

Portata secondario [l/h] 5316,5

Temperatura massima ingresso primario [°C] 120

Salto termico campo solare [°C] 10

Temperatura massima uscita secondario [°C] 98

Potenza termica minima scambiata [kW] 77,53















6.3 Collegamento dei campi solari I collettori che vanno a costituire ogni singolo campo solare vengono collegati in una disposizione

serie/parallelo in modo da garantire una portata massima pari a 0,8 l/min m2. I collegamenti dei

collettori sono realizzati in modo tale che la superficie di apertura di ogni collegamento in serie non

sia superiore a circa 9,93 m2 in modo tale da non superare le prescrizioni tecniche della maggior

parte dei costruttori dei pannelli sottovuoto commerciali. Le tabelle di seguito indicano per ogni

campo solare, con riferimento alla tavola T.3, le portate in ogni singolo tratto di tubazione, la loro

35

lunghezza e il diametro espresso in pollici. Il diametro delle tubazioni è stato scelto considerando

una velocità massima ammissibile del fluido pari a 1,2 m/s circa.

Tabella 9 – Diametri, lunghezze e portate per Campo 1

CAMPO 1 Tratto Lunghezza (m) Diametro (pollici) Portata (l/h) A‐I 6,3 3/4" 1226,9B‐H 6,0 3/4" 1226,9C‐G 6,0 3/4" 1226,9D‐F 3,9 3/4" 817,9A‐B 6,5 1 1/2" 4089,6B‐C 6,4 1 1/4" 2862,7C‐D 13,5 1 1/4" 1635,8D‐E 10,4 3/4" 817,9A‐SCAMB 64,0 1 1/2" 5316,5O‐T 6,4 3/4" 1226,9N‐S 6,4 3/4" 1226,9M‐R 4,4 3/4" 817,9L‐Q 4,4 3/4" 817,9T‐P 12,8 1" 1226,9T‐S 6,4 1 1/4" 2453,8S‐R 12,5 1 1/2" 3680,7R‐Q 6,5 1 1/2" 4498,6Q‐SCAMB 26,0 1 1/2" 5316,5

LUNGHEZZE TOTALI Diametro (pollici) Lunghezza (m)

3/4" 54,2 1" 12,8

1 1/4" 26,3 1 1/2" 115,7


CAMPO 2 Tratto Lunghezza (m) Diametro (pollici) Portata (l/h) R‐S 11,5 3/4" 885,6T‐S 8,3 3/4" 885,6V‐U 9,3 3/4" 817,9X‐W 9,5 3/4" 817,9Z‐Y 9,5 3/4" 817,9AA‐AB 1,0 1/2" 408,9AC‐AD 3,5 1/2" 476,6AF‐AE 1,8 1/2" 317,7AH‐AG 7,8 1/2" 476,6

36

AG‐AE 16,8 3/4" 953,3AE‐AC 2,8 1" 1271,1AC‐AA 9,4 1" 1747,7AA‐Y 3,1 1 1/4" 2156,6Y‐W 3,1 1 1/4" 2974,6W‐U 3,1 1 1/2" 3792,5U‐S 3,4 1 1/2" 4610,4S‐SCAMB 35,8 2" 6381,6A‐C 18,9 3/4" 885,6B‐C 15,7 3/4" 885,6D‐E 15,3 3/4" 817,9F‐G 15,5 3/4" 817,9H‐I 15,5 3/4" 817,9K‐L 7,3 1/2" 408,9J‐M 2,0 1/2" 317,4P‐N 2,4 1/2" 476,4O‐Q 10,8 3/4" 953,3C‐E 3,3 1" 1771,2E‐G 3,1 1 1/4" 2611,5G‐I 3,4 1 1/2" 3407,1I‐L 2,8 1 1/2" 4224,9L‐M 17,5 1 1/2" 4633,9M‐N 0,5 1 1/2" 4951,7N‐O 1,3 1 1/2" 5428,3O‐SCAMB 5,2 2" 6381,6


1/2" 25,8 3/4" 156,6 1" 15,5

1 1/4" 9,3 1 1/2" 32,0 2" 41,0


Tratto Lunghezza (m) Diametro (pollici) Portata (l/h) A‐B 3,6 3/4" 953,3A‐C 10,9 3/4" 953,3A‐SCAMB 17,5 1 1/4"" 1906,6D‐F 3,7 3/4" 953,3D‐E 11,3 3/4" 953,3D‐SCAMB 16,8 1 1/4" 1906,6

LUNGHEZZE TOTALI

37

Diametro (pollici) Lunghezza (m) 3/4" 29,5 1 1/4" 34,3

I tubi impiegati per il collegamento dei vari elementi dei campi solari saranno in acciaio nero UNI

10255 serie leggera (ex UNI 8863); le giunzioni dei vari tubi sono saldate o flangiate e per diametri

minori di 1 ¼” giunzioni filettate. Le saldature devono essere effettuate con saldatura autogena con

fiamma ossiacetilenica o ad arco. Le flange impiegate sono del tipo a saldare di testa UNI EN 1092-

1 e devono essere dotate di gradino di tenuta secondo UNI EN 1092-1 e di guarnizione del tipo

Klingerit di spessore pari a 2 mm. Ogni tratto di collettori in serie deve essere munito di un

dispositivo di sfogo aria manuale, fornito dal costruttore dei collettori solari.

Il tipo di isolamento da adottare deve essere il seguente:

‐ Coppelle di lana minerale con densità da 30 kg/m3 e legatura con filo di ferro zincato;

‐ Finitura con rivestimento in lamierino di alluminio 6/10 mm.

6.4 Vasi di espansione dei campi solari Nelle tabelle seguenti vengono indicati i volumi principali dei campi solari

Tabella 12 – Volumi principali Campo 1

CAMPO 1 VOLUME TUBAZIONI

Pollici dint (mm) L (m) V (l) 1/2" 16,7 3/4" 22,3 54,2 21,161" 27,9 12,8 7,821 1/4" 36,6 26,3 27,661 1/2" 42,5 115,5 163,772" 53,9

VOLUME COLLETTORI (l) 101,40TOTALE 321,80

Tabella 13– Volumi principali Campo 2


Pollici dint (mm) L (m) V (l)

38

1/2" 16,7 25,8 5,653/4" 22,3 156,6 61,131" 27,9 15,5 9,471 1/4" 36,6 9,3 9,781 1/2" 42,5 32 45,372" 53,9 41 93,50


Tabella 14 – Volumi principali Campo 3


Pollici dint (mm) L (m) V (l) 1/2" 16,7 0,003/4" 22,3 29,5 11,521" 27,9 0,001 1/4" 36,6 34,3 36,071 1/2" 42,5 0,002" 53,9 0,00


Assumendo un volume di 7 l per ogni m2 di collettore solare presente sul ogni campo otteniamo i

seguenti risultati, valori molto ben oltre quelli ottenuti con le relazioni per il calcolo dei vasi di

espansione per circuiti solari e di conseguenza in abbondante sicurezza:

• Volume per vasi di espansione Campo 1: VS1= 775 l;

• Volume per vasi di espansione Campo 2: VS2= 930 l;

• Volume per vasi di espansione Campo 3: VS3= 278 l.

Si andranno ad utilizzare vasi di espansione da 300 l per ogni campo solare in numero sufficiente a

soddisfare il volume calcolato. I vasi di espansione saranno del tipo a membrana in gomma SBR,

secondo i requisiti essenziali di sicurezza previsti della Direttiva Europea 97/23/CE con temperature

di esercizio comprese tra -10°C e 110°C e con temperatura di picco (max 2 ore) di 130°C. Saranno

installati nelle vicinanze degli scambiatori di calore e collegati sulle tubazioni di ritorno (tubazione

fredda) con attacchi da 1”.

Saranno quindi installati:

• n. 3 vasi di espansione da 300 l cadauno per il Campo 1;



39

6.5 Fluido termovettore All’interno dei campi solari verrà fatto circolare un liquido premiscelato a base di glicole

propilenico, acqua e inibitore di corrosione con densità a 20°C di 1032-1035 kg/m3 e viscosità di

4,5-5,5 mm2/s. La percentuale di glicole propilenico deve essere tale da garantire una protezione

dal gelo fino a -20°C.

Dalle analisi del paragrafo 5.5 risulta che il liquido necessario al caricamento di tutti i campi solari è

pari a circa 3000 l.

6.6 Perdite di carico e stazioni solari Il circuito idraulico che interessa ogni campo solare è interessato dai seguenti principali

componenti:

• Tubazioni;

• Valvole di intercettazione a monte dello scambiatore di calore;

• Valvola di bilanciamento;

• Collettori solari;

• Scambiatore di calore;

• Vasi di espansione;

• Stazione solare.

I collegamenti fra i vari collettori viene fatto con il metodo del ritorno inverso per garantire un

bilanciamento delle perdite di carico tra il tratto di mandata del fluido ai collettori ed il tratto di

ritorno. Nella tabella seguente vengono indicate le perdite di carico e le portate per le quali devono

essere scelte le pompe di circolazione. Nella quarta colonna si indica un modello di riferimento non

vincolante.

Tabella 15 – Prevalenza e portate per pompe di circolazione delle stazioni solari

CAMPO Portata [m3/h] Perdita di carico [mH2O] Modello pompa di riferimento

CAMPO 1 5,31 9,83 Grundfos UPS 40 185 F 3x400V

CAMPO 2 6,38 8,75 Grundfos UPS 40 185 F 3x400V

CAMPO 3 1,90 5,83 Grundfos UPS 32 80

40

1x230V

Le stazioni solari quindi saranno dotate della seguente componentistica:

• Pompa di circolazione;

• Valvola di sicurezza da ½” tarata a 6 bar;

• Valvola di non ritorno;

• Manometro;

• Regolatore e misuratore di portata.

Ogni pompa di circolazione dovrà essere munita di valvola di intercettazione all’aspirazione e alla

mandata, la valvola di non ritorno sarà montata alla mandata. La temperatura massima di

funzionamento delle pompe di circolazione non deve essere inferiore a 120°C.

Vengono di seguito indicati per ogni campo le valvole installate (escluse quelle della stazione

solare).

CAMPO 1

• n.2 valvole di intercettazione manuale a sfera a passaggio totale da 1 ½”;

• n. 1 valvola di regolazione di portata da 1 ½” (modello di riferimento CALEFFI cod

131800)

CAMPO 2

• n.2 valvole di intercettazione manuale a sfera a passaggio totale da 2”;

• n. 1 valvola di regolazione di portata da 2” (modello di riferimento CALEFFI cod 131900)

CAMPO 3

• n.2 valvole di intercettazione manuale a sfera a passaggio totale da 1 ¼”;

• n. 1 valvola di regolazione di portata da 1 ¼” (modello di riferimento CALEFFI cod

131700)

41

7 SCAMBIATORI – ACCUMULO CALDO

7.1 Descrizione generale Tale tratto dell’impianto va dagli scambiatori di calore dei campi solari fino agli accumulatori caldi.

In riferimento alla Tavola T.4, ogni coppia di accumulatori sarà a servizio di un assorbitore ed il

riscaldamento dell’acqua presente negli stessi sarà del tipo alternato e più precisamente verrà

garantito il riscaldamento di un accumulatore per coppia, rispettivamente AC1 e AC3, fino al

raggiungimento di una temperatura prestabilita al di sopra della quale gli AC1 e AC3 verranno

intercettati mentre l’acqua presente negli accumulatori AC2 e AC4 sarà riscaldata. Per la

spiegazione più dettaglia della logica di funzionamento si rimanda al paragrafo 12. La pressione di

esercizio di questa sezione dell’impianto è di 2 bar.

Gli scambiatori di calore dei campi solari sono dislocati sulla copertura dell’edificio mentre gli

accumulatori saranno posizionati a piano terra nel vano adibito alla centrale termica. Con

riferimento alla Tavola T.4 il collegamento tra gli scambiatori di calore dei campi solari e gli

accumulatori caldi avverrà mediante tubazioni da 2 ½” disposte lungo la parete verticale

dell’edificio di fronte alla centrale termica.

7.2 Accumulatori Sono stati previsti n. 4 accumulatori per acqua calda per un volume di 3000 l cadauno. Gli

accumulatori devono essere realizzati internamente in acciaio al carbonio, con isolamento in

poliuretano morbido con conducibilità termica di 0.023 W/mK (a 25°C) e densità pari a 40-42

kg/m3. Gli accumulatori devono poter garantire il buon funzionamento fino ad una temperatura

massima di 98°C e saranno dotati di una valvola di sfiato automatico dell’aria con attacco ¾” e con

rubinetto di isolamento, disposta sulla sommità degli accumulatori. L’altezza massima degli

accumulatori non deve superare i 3 m. In prossimità di ogni accumulatore di ogni accumulatore sarà

disposta una valvola di sicurezza con taratura a 3 bar e attacco da 1 ¼”.

7.3 Valvole motorizzate In prossimità degli accumulatori saranno disposte delle valvole motorizzate come in Tavola T.4 che

hanno la funzione di regolare la dinamica di riscaldamento dell’acqua all’interno degli stessi e che

sarà spiegata in dettaglio al paragrafo 12. Le valvole sono indicate con EV1, EV2, EV3, EV1’,

EV2’ ed EV3’, sono azionate a relè e dotate di prolunga dello stelo per garantirne la coibentazione.

42

Le valvole EV1, EV2, EV1’ ed EV2’ saranno attraversate da una portata pari a circa 7 m3/h, mentre

le valvole EV3 ed EV3’ da una portata di circa 8,36 m3/h (portata dell’acqua di alimentazione

dell’assorbitore). Il comando di apertura e chiusura sarà controllato in temperatura come meglio

esplicitato nel paragrafo 12. Le valvole da installare hanno le seguenti caratteristiche minime:

• Valvola a sfera a passaggio totale

• Corpo valvola e sfera in ottone;

• Alimentazione servomotore: 230 V;

• Tempo di apertura: max 50 s/90°;

• Pressione nominale: PN 10;

• Grado di protezione: IP65;

• Guarnizione di tenuta sfera: PTFE;

• Diametro nominale: 1 ¼” (considerando un Kv=76 m3/h)

7.4 Contatore di energia A monte degli accumulatori caldi è previsto un contatore di energia per contabilizzare l’apporto di

energia termica proveniente dai campi solari. Il dispositivo calcola l’energia prodotta in tempo reale

attraverso la differenza di temperatura tra mandata e ritorno e la portata di fluido che scorre nelle

tubazioni. Il diametro delle tubazioni su cui andrà installato è di 2 ½” e la portata che scorre

all’interno di esse è pari a 13,6 m3/h. Il contatore di energia deve poter essere monitorato a distanza

e deve essere conforme alla EN 1434 e certificato MID (Measuring Instruments Directive) secondo

la normativa europea 2004/22/CE. L’installazione del contatore di calore verrà effettuato in

posizione orizzontale all’interno della centrale termica sulle tubazioni collegate alle montanti che

collegano gli scambiatori di calore, posti sulla copertura dell’edificio, agli accumulatori. I

collegamenti con le tubazioni possono essere del tipo flangiato o con bocchettoni a tre pezzi. La

temperatura massima di esercizio deve essere pari almeno a 120°C, mentre la pressione nominale

pari ad almeno PN 10. A titolo di esempio non vincolante si indica il seguente modello in grado si

soddisfare tutte le specifiche richieste:

MTHI SPLIT – QN 10 m3/h – 1 ½” (AR Riscaldamento S.p.A.)

43

7.5 Tubazioni di collegamento Come detto in precedenza il collegamento degli scambiatori dei campi solari con gli accumulatori

caldi avviene mediante tubazioni che si sviluppano dalla copertura dell’edificio fino al piano terra in

prossimità della centrale termica. Il layout della tubazione di collegamento è rappresentato nella

tavola T.3. Sui montanti fissati lungo la parete dell’edificio andranno collegate le tubazioni

provenienti dagli scambiatori SC1, SC2 ed SC3. Dai montanti si giunge fino agli accumulatori

mediante tubazione interrata. I diametri delle tubazioni sono indicate sulla Tavola T.3 e riportati

nella seguente tabella. Tabella 16 – Diametri, lunghezze e portate per sezione Scambiatori di calore – accumulatori caldi

Tratto Lunghezza (m) Diametro (pollici) Portata (l/h) SC3 ‐ Montante 38,6 1 ¼” 1906,6SC1 – SC2 ‐ Montante 41,5 2 1/2" 13604,7SC3 ‐ Montante 38,6 1 ¼” 1906,6SC1 – SC2 ‐ Montante 41,5 2 1/2" 13604,7


1 1/4" 77,2 2 1/2" 63

Con il tratto SC1- SC2 – Montante si indica la linea che collega le uscite dei due scambiatori fino

alle montanti. In blu viene indicato il ritorno (tubazione fredda) mentre in rosso viene indicata la

mandata (tubazione calda).

I tubi impiegati per il collegamento dei vari elementi saranno in acciaio zincato UNI 10255 serie

leggera (ex UNI 8863); le giunzioni dei vari tubi sono saldate o flangiate e per diametri minori di 1

¼” giunzioni filettate. Le saldature devono essere effettuate con saldatura autogena con fiamma

ossiacetilenica o ad arco. Le flange impiegate sono del tipo a saldare di testa UNI EN 1092-1 e

devono essere dotate di gradino di tenuta secondo UNI EN 1092-1 e di guarnizione del tipo

Klingerit di spessore pari a 2 mm. I collegamenti alle valvole o altre apparecchiature saranno del

tipo flangiato o a bocchettoni a tre pezzi.

Il tipo di isolamento da adottare deve essere il seguente:

‐ Isolante per tubazioni costituito da coppelle e curve in poliuretano espanso con densità non inferiore a 40 kg/mc;

‐ Finitura con rivestimento in lamierino di alluminio 6/10 mm.

44

7.6 Vasi di espansione Nella tabella seguente vengono indicati i principali volumi di fluido.

Tabella 17 – Volumi del circuito Scambiatori di calore – Accumuli caldi

SCAMBIATORI DI CALORE ‐ ACCUMULATORI CALDI VOLUMI

Pollici dint (mm) L (m) V (l) Accumulatori 12000,001 1/4" 36,6 77,2 81,182 1/2" 69,7 83 316,53

TOTALE 12397,71La pressione di funzionamento del circuito è pari a 2 bar, mentre la valvola di sicurezza viene tarata

a 3 bar ed ha un attacco di 1 ¼”. Risulta che il volume da dedicare ai vasi di espansione è pari a

2200 l.

Si andranno ad utilizzare vasi di espansione da 700 l per un numero totale di 4 unità. I vasi di

espansione saranno del tipo a membrana in gomma SBR, secondo i requisiti essenziali di sicurezza

previsti della Direttiva Europea 97/23/CE con temperature di esercizio comprese tra -10°C e 110°C

e con temperatura di picco (max 2 ore) di 130°C. Saranno installati in prossimità degli accumulatori

caldi e collegati sulle tubazioni di ritorno (tubazione fredda) con attacchi da 1 1/2”.

7.7 Perdite di carico e pompe di circolazione Il circuito idraulico scambiatori di calore – accumulatori caldi è interessato dai seguenti componenti

principali:

• Scambiatori di calore;

• Valvole di regolazione;

• Contatore di energia;

• Valvole motorizzate ON-OFF;

• Serbatoi di accumulo;

• Valvole di intercettazione;

• Tubazioni.

Nella tabella seguente vengono indicate le perdite di carico necessarie alla scelta della pompa di

circolazione.

45

Tabella 18 – Perdite di carico del circuito Scambiatori di calore – Accumuli caldi

Componente L (m) Portata (l/h) Δp

(kPa) Modelli di riferimento per stima perdita di

carico 1 1/4" 77,2 1906,6 4,6 2 1/2" 41,5 13604,7 10 Valvola di regolazione 20 Valvole di bilanciamento modelli Caleffi Scambiatore di calore 35Valvola di intercettazione ON OFF 2,6 Mod Universal 2000 2 vie long neck

Contatore di energia 5 Mod Conteca Caleffi DN 65 Perdite localizzate 7,5

TOTALE 84,7

Dalla tabella 18 si evince che la pompa di circolazione deve essere in grado di garantire una

prevalenza di 84.7 kPa ed una portata volumetrica di 13,6 m3/h.

Si prende a modello di riferimento non vincolante il seguente:

Grundfos UPS 50-185 F (3 x 400 V)

Vengono di seguito indicate le valvole installate sul tratto di impianto considerato:

• n. 2 valvole di intercettazione a sfera a passaggio totale da 2”;

• n. 2 valvole di intercettazione a sfera a passaggio totale da 1 ¼”;

• n. 1 valvola di regolazione di portata da 1 ½” (modello di riferimento CALEFFI cod

131800);

• n. 1 valvola di regolazione di portata da 2” (modello di riferimento CALEFFI cod 131900);

• n. 1 valvola di regolazione di portata da 1 ¼” (modello di riferimento CALEFFI cod

131700);

• n. 6 valvole di intercettazione ad azione ON-OFF da 1 ¼” (considerando un Kv=76 m3/h);

• n. 2 valvole di intercettazione a sfera a passaggio totale da 2 ½”;

• n.1 valvola di non ritorno da 2 ½”;

• n. 34 valvole di intercettazione a sfera a passaggio totale da 1 ½” ;

• n. 4 valvole di sfiato da ¾”;

• n. 4 valvole di sicurezza da 1 ¼”;

46

8 ACCUMULO CALDO – ASSORBITORE – ACCUMULO FREDDO

8.1 Descrizione generale Con riferimento alla Tavola T.4, in questa sezione dell’impianto, durante il funzionamento estivo,

l’acqua calda proveniente dagli accumulatori viene inviata all’assorbitore per la produzione

dell’acqua refrigerata da inviare a sua volta all’impianto di distribuzione. Durante il funzionamento

invernale l’acqua calda viene inviata agli scambiatori di calore Sd ed Sd’, oppure, se la temperatura

all’interno dell’accumulo non ha raggiunto il valore desiderato, viene fatta passare prima dalla

caldaia. Tuttavia per una spiegazione più dettagliata della logica di funzionamento si rimanda al

paragrafo 12. Tutte le apparecchiature presenti in questo tratto di impianto sono allocate nell’area

adibita a centrale termica posta al piano terra con ingresso da via D’Ocra e il cui layout è illustrato

schematicamente nella Tavola T.5. Tutte le apparecchiature che andranno a formare la centrale

termica saranno allocate all’interno di una copertura di circa 50 m2. In tale sezione sono presenti

valvole di deviazione a tre vie con controllo in temperatura per la gestione del flusso dipendente

dalle temperature negli accumuli caldi. Inoltre la manovra di alcune valvole di intercettazione

manuale permette la modifica del circuito per passare dalle modalità di funzionamento estivo a

quello invernale.

8.2 Assorbitore-Torre di raffreddamento La macchina ad assorbimento scelta per l’impianto solar cooling è del tipo compatto con torre

evaporativa incorporata ed il cui principio di funzionamento è di seguito descritto.

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Figura 14 – Principio di funzionamento assorbitore – torre di raffreddamento

Il circuito frigorifero degli assorbitori dell’impianto utilizzano, come fluido primario, una miscela di

acqua e bromuro di litio, dove l’acqua funge da refrigerante ed il bromuro di litio da assorbente. La

soluzione di bromuro di litio è fortemente assorbente e può assorbire il vapore circostante

mantenendo le condizioni di bassa pressione. La soluzione di acqua e bromuro di litio viene

riscaldata nel generatore di calore provocando la separazione dell’acqua, sotto forma di vapore ad

alta temperatura. Il vapore d’acqua viene condensato tramite acqua di raffreddamento proveniente

dalla torre evaporativa. L’acqua refrigerante viene spruzzata sui tubi dell’evaporatore, dove,

evaporando a bassa temperatura, sottrae calore all’acqua da inviare all’impianto di distribuzione,

che circola all’interno degli stessi tubi dell’evaporatore. Il vapore d’acqua a bassa temperatura viene

assorbito dal bromuro di litio, con trasferimento di calore al circuito di raffreddamento della torre

evaporativa, che a sua volta lo disperde in aria. A questo punto la soluzione iniziale di acqua e

bromuro di litio, così ricostituita, viene trasferita nuovamente, tramite una pompa, nel generatore di

calore, per riprendere il ciclo. Nella Tabella 19 vengono indicate le caratteristiche tecniche delle

macchine utilizzate nell’impianto in oggetto.

Tabella 19 – Caratteristiche tecniche dell’assorbitore – torre di raffreddamento

Modello SYSTEMA SYBCTDH115 (70)‐88/98 Numero di macchine 2 Temperatura di alimentazione acqua calda [°C] 98 Potenza frigorifera [kW] 70

ACQUA REFRIGERATA

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Temperatura acqua refrigerata di mandata [°C] 7 Temperatura acqua refrigerata di ritorno [°C] 12,5 Portata acqua refrigerata [m3/h] 14,3 Prevalenza utile [mm H2O] 12

ALIMENTAZIONE AD ACQUA CALDA Temperatura di ingresso [°C] 98 Temperatura di uscita [°C] 88 Portata acqua di alimentazione [m3/h] 8,36 Calore disponibile [kW] 93 MASSIMA POTENZA ELETTRICA E CONSUMO ACQUA TORRE Max consumo elettrico [kW] 5,78 Alimentazione elettrica 400V – 3 – 50 Hz Consumo medio di acqua torre di raffreddamento [m3/h]

0,15

DATI GENERALI C.O.P. 0,75 Max livello di pressione sonora (a 4 m) [dB] 53

Tale scelta è scaturita dagli spazi a disposizione nel punto di installazione della centrale termica e

nella seguente tabella vengono indicate le caratteristiche principali.

8.3 Valvole motorizzate Su tale tratto di impianto sono presenti 4 valvole motorizzate a tre vie: V1, V1’, V2 e V2’. Le prime

due operano attivamente all’interno dell’impianto durante la modalità di funzionamento invernale.

Più in particolare se la temperatura misurata dalle sonde T1 e T1’ risulta inferiore di quella rilevata

negli accumulatori termici, il fluido viene spinto verso questi ultimi dalle pompe PC e PC’; se T1

risulta maggiore della temperatura rilevata nei boiler allora il flusso si dirige verso la caldaia. Le

valvole V2 e V2’ operano attivamente durante la modalità di funzionamento estivo. Se la

temperatura rilevata dalle sonde T2 e T2’ (uscita assorbitore) è minore di quella rilevata negli

accumulatori, il flusso viene diretto verso questi ultimi, viceversa esso attraversa le caldaie.

Le valvole V1 e V1’ sono attraversate da una portata pari a 8,36 m3/h e installate su tubazioni da 2”.

Le valvole da installare dovranno avere le seguenti caratteristiche minime:

• Valvola a sfera a passaggio totale

• Corpo valvola e sfera in ottone;

• Alimentazione servomotore: 230 V;

• Tempo di apertura: max 50 s/90°;

• Pressione nominale: PN 10;

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• Grado di protezione: IP65;

• Guarnizione di tenuta sfera: PTFE;

• Diametro nominale: 2” (considerando un Kv=54 m3/h)

8.4 Contatori di energia Il tratto di impianto Accumulo caldo – Assorbitore – Accumulo freddo ha una disposizione

simmetrica sia per quanto concerne i componenti che per le portate che lo attraversano. Ne

consegue che per la contabilizzazione dell’energia termica all’uscita degli accumuli caldi e per

l’energia frigorifera all’uscita degli accumuli freddi si effettuano le misure con contatori di energia

solo su una parte dell’impianto, ricavando la produzione totale attraverso calcolo.

I contatori di energia devono poter essere monitorati a distanza e conformi alla EN 1434 e

certificato MID (Measuring Instruments Directive) secondo la normativa europea 2004/22/CE.

L’installazione dei contatori di calore verrà effettuato in posizione orizzontale all’interno della

centrale termica. I collegamenti con le tubazioni possono essere del tipo flangiato o con bocchettoni

a tre pezzi. La temperatura massima di esercizio deve essere pari almeno a 120°C, mentre la

pressione nominale pari ad almeno PN 10.

La portata all’uscita degli accumuli caldi è pari a 8,36 m3/h e attraversa tubazioni da 2”. A titolo di

esempio non vincolante si indica il seguente modello in grado si soddisfare tutte le specifiche

richieste:

MTHI SPLIT – QN 6 m3/h – Qmax 12m3/h - 1 ¼” (AR Riscaldamento S.p.A.)

La portata di acqua refrigerata all’uscita dell’assorbitore è pari a 14,3 m3/h e attraversa tuba

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INDICE - Città di Mesagne - Sito Istituzionale · 2012. 10. 31. · • Istruzioni CNR - UNI 10011/88 “Costruzioni di Acciaio – Istruzioni per il calcolo, l’esecuzione, il