NUOVI CRITERI DI PROGETTAZIONE ALLA LUCE DEL D.Lgs.28/11

Presentazione sul tema: "NUOVI CRITERI DI PROGETTAZIONE ALLA LUCE DEL D.Lgs.28/11"— Transcript della presentazione:

1 NUOVI CRITERI DI PROGETTAZIONE ALLA LUCE DEL D.Lgs.28/11

2 IL DECRETO LEGISLATIVO n
IL DECRETO LEGISLATIVO n.28 del 3 marzo 2011 di recepimento della direttiva RES 2009/28/CE (Decreto rinnovabili o Romani) ha previsto nuovi obblighi di integrazione delle fonti rinnovabili

3 per coprire parzialmente i “consumi” per la climatizzazione nei nuovi edifici e negli edifici esistenti sottoposti a ristrutturazioni rilevanti (cioè con superficie d’intervento superiore a 1000 m2 o soggetti a demolizione e ricostruzione)

4 RISCALDAMENTO, SANITARIA RAFFRESCAMENTO 20% al 31/5/2012 35% al 1/1/2014 50% al 1/1/2017

5 ART. 11 DLGS. 28/ I progetti di edifici di nuova costruzione ed i progetti di ristrutturazioni rilevanti degli edifici esistenti prevedono l’utilizzo di fonti rinnovabili per la copertura dei consumi di calore, di elettricità e per il raffrescamento

6 Articolo e DLGS. 28/2011 ART. 2 COMMA 1 Si applicano inoltre le seguenti definizioni: a) “energia da fonti rinnovabili”: energia proveniente da fonti rinnovabili non fossili, vale a dire energia eolica, solare, aerotermica, geotermica, idrotermica e oceanica, idraulica, biomassa, gas di discarica, gas residuati dai processi di depurazione e biogas;

7 b) “energia aerotermica”: energia accumulata nell’aria ambiente sotto forma di calore;

8 c) “energia geotermica” energia immagazzinata sotto forma di calore nella crosta terrestre;

9 e) “biomassa”: la frazione biodegradabile dei prodotti, rifiuti e residui di origine biologica provenienti dall’agricoltura (comprendente sostanze vegetali e animali), dalla silvicoltura e dalle industrie connesse, comprese la pesca e l’acquacoltura, gli sfalci e le potature provenienti dal verde pubblico e privato, nonché la parte biodegradabile dei rifiuti industriali e urbani.

10 Allegato 1 DLGS. 28/ Ai fini del paragrafo 1, lettera b), non si tiene conto dell'energia termica generata da sistemi energetici passivi, che consentono di diminuire il consumo di energia in modo passivo tramite la progettazione degli edifici o il calore generato da energia prodotta da fonti non rinnovabili. Ovvero l’isolamento non è “fonte rinnovabile”

11 Allegato 3 DLGS. 28/ Gli obblighi di cui al comma 1 non possono essere assolti tramite impianti da fonti rinnovabili che producano esclusivamente energia elettrica la quale alimenti, a sua volta, dispositivi o impianti per la produzione di acqua calda sanitaria, il riscaldamento e il raffrescamento

12 Allegato 3 DLGS. 28/ Per gli edifici pubblici gli obblighi di cui ai precedenti commi sono incrementati del 10%

13 LE POMPE DI CALORE

14 BILANCIO ENERGETICO

15 EFFICIENZA ENERGETICA

16 PERCENTUALE RINNOVABILE
Premia molto le pompe di calore elettriche

17 Bisogna tener conto del rendimento della rete elettrica
PdC ELETTRICHE Bisogna tener conto del rendimento della rete elettrica

18 PERCENTUALE RINNOVABILE

19 RAPPORTO ENERGIA PRIMARIA

20 PERCENTUALE ENERGIA RINNOVABILE

21 PERCENTUALE ENERGIA RINNOVABILE

22 QUANTO PUO’ ESSERE LA QUOTA DI RAFFRESCAMENTO RISPETTO AL RISCALDAMENTO + SANITARIA?

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24 ESEMPIO Con un fabbisogno annuo per riscaldamento e sanitario di 100
ESEMPIO Con un fabbisogno annuo per riscaldamento e sanitario di kWh e una pompa di calore con COP medio = 4 che fabbisogno per il raffrescamento si copre?

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27 ESEMPIO (continua) Si supponga ora di essere nelle condizioni di rispetto del DLsg 18/11 nel 2012: Fabbisogno Ris + AS = kWh Fabbisogno Raffrescamento = kWh pompa di calore con COP medio = 4 Che quota del raffrescamento deve essere coperto da RES?

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29 E’ POSSIBILE PENSARE DI UTILIZZARE SOLO IL SOLAR COOLING
E’ POSSIBILE PENSARE DI UTILIZZARE SOLO IL SOLAR COOLING? ASSOLUTAMENTE NO

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31 COME SI FARA’? 1^ regola: consumare meno

32 Meno si consuma, minori sono i fabbisogni, minore è l’energia da fonte rinnovabile necessaria

33 CONSUMO DI ENERGIA

34 EFFETTI DELL’ISOLAMENTO TERMICO DEGLI EDIFICI
Grande risparmio in inverno quando la temperatura dell’aria esterna è bassa

35 EFFETTI DELL’ISOLAMENTO TERMICO DEGLI EDIFICI
Basso risparmio energetico in estate

36 EFFETTI DELL’ISOLAMENTO TERMICO DEGLI EDIFICI Utilizzo schermi solari

37 EFFETTI DELL’ISOLAMENTO TERMICO DEGLI EDIFICI
Il passaggio da riscaldamento a condizionamento avviene ad una temperatura dell’aria più bassa 2 effetti positivi

38 EFFETTI POSITIVI 1) Sovrapposizione carichi: possibilità di utilizzo della tecnologia dei polivalenti 2) Ottimizzazione dell’impianto

39 SOVRAPPOSIZIONE CARICHI

40 FUZIONAMENTO POLIVALENTI
RecuperatoreRef - Acqua ScambiatoreRef - Aria COM ScambiatoreRef - Acqua

41 2 TUBI RecuperatoreRef - Acqua ScambiatoreRef - Aria
COM ScambiatoreRef - Acqua

42 4 TUBI RecuperatoreRef - Acqua ScambiatoreRef - Aria
COM ScambiatoreRef - Acqua

43 Impianto a 2 tubi (ALBERGO)
Estate – solo freddo Acqua sanitaria EXP Circuito impianto

44 2 tubi estate solo freddo
RecuperatoreRef - Acqua ScambiatoreRef - Aria COM ScambiatoreRef - Acqua

45 Impianto a 2 tubi (ALBERGO)
Estate – recupero Acqua sanitaria EXP Circuito impianto

46 2 tubi estate recupero RecuperatoreRef - Acqua ScambiatoreRef - Aria
COM ScambiatoreRef - Acqua

47 Impianto a 2 tubi (ALBERGO)
mezza stagione Acqua sanitaria EXP Circuito impianto

48 2 tubi mezza stagione RecuperatoreRef - Acqua ScambiatoreRef - Aria
COM ScambiatoreRef - Acqua

49 Impianto a 2 tubi (ALBERGO) Inverno – riscaldamento
Acqua sanitaria EXP Circuito impianto

50 2 tubi inverno riscaldamento
RecuperatoreRef - Acqua ScambiatoreRef - Aria COM ScambiatoreRef - Acqua

51 Impianto a 2 tubi (ALBERGO) Inverno – produzione sanitaria
Acqua sanitaria EXP Circuito impianto

52 2 tubi inverno sanitaria
RecuperatoreRef - Acqua ScambiatoreRef - Aria COM ScambiatoreRef - Acqua

53 Si può decidere la priorità tra impianto e produzione acqua sanitaria
2 tubi inverno Si può decidere la priorità tra impianto e produzione acqua sanitaria

54 Impianto a 4 tubi (UFFICI)
solo freddo Circuito caldo EXP Circuito freddo

55 Condensatore recupero
4 tubi solo freddo Condensatore recupero ScambiatoreRef - Aria COM Evaporatore

56 Impianto a 4 tubi (UFFICI)
recupero Circuito caldo EXP Circuito freddo

57 Condensatore recupero
4 tubi recupero Condensatore recupero ScambiatoreRef - Aria COM Evaporatore

58 Impianto a 4 tubi (UFFICI)
Solo caldo Circuito caldo EXP Circuito freddo

59 4 tubi solo caldo Condensatore ScambiatoreRef - Aria COM Evaporatore

60 VANTAGGIO DEL POLIVALENTE NEL FUNZIONAMENTO IN RECUPERO DI CALORE LA SORGENTE RINNOVABILE E’ LO STESSO RAFFRESACAMENTO DEI LOCALI

61 QUANDO C’E’ SOVRAPPOSIZIONE DEI CARICHI SI DEVE CONSIDERARE CHE LO SCOPO E’ PRODURRE CALDO E SI RECUPERA FREDDO Se non si fa così, si rischia di privilegiare un sistema di generazione separata che fa consumare il doppio!!

62 Se si interpreta il recupero sul caldo come riduzione del fabbisogno termico, non si utilizza una fonte rinnovabile

63 ESEMPIO 1 Si devono fornire 100 kWh di riscaldamento e sanitario e 75 kWh di raffrescamento

64 FABBISOGNO FREDDO = 75 kWh
Generazione doppia: FABBISOGNO CALDO = 100 kWh 100 kWh Caldo GF (EER = 3) PdC (COP = 4) 75 kWh FONTE RINNOVABILE FABBISOGNO FREDDO = 75 kWh

65 Percentuale RES = 75/175 = 43% CONSUMO EE = 50 kWh
FABBISOGNO CALDO = 100 kWh 100 kWh Caldo GF (EER = 3) PdC (COP = 4) 75 kWh FONTE RINNOVABILE FABBISOGNO FREDDO = 75 kWh

66 Se si interpreta il recupero sul caldo come riduzione del fabbisogno termico, non si utilizza una fonte rinnovabile

67 Se si vede il recupero con questa interpretazione:
FABBISOGNO CALDO = 100 kWh 100 kWh Caldo Percentuale RES = 0/75 = 0% CONSUMO EE = 25 kWh GF (EER = 3) 75 kWh FABBISOGNO FREDDO = 75 kWh

68 Arrivo al paradosso che un sistema che fa risparmiare il 50% dell’energia elettrica è penalizzato perché non genera rinnovabile

69 Invece non solo la produzione principale deve essere considerata il caldo, ma il recupero freddo deve essere considerato sia una riduzione del fabbisogno di raffrescamento, sia una fonte rinnovabile è il senso dell’interpretazione data in precedenza: Vanno considerate fonti rinnovabili anche parti dell’impianto che sostituiscano in alcuni momenti le rinnovabili tradizionali

70 VANTAGGIO DEL RECUPERO NEL FUNZIONAMENTO IN RECUPERO DI CALORE LA SORGENTE RINNOVABILE E’ LO STESSO RAFFRESACAMENTO DEI LOCALI

71 ESEMPIO Si devono fornire 100 kWh di riscaldamento e sanitario e 125 kWh di raffrescamento

72 Con un sistema a PdC tradizionale si ha:
FABBISOGNO CALDO = 100 kWh 100 kWh Caldo GF (EER = 3) PdC (COP = 4) 75 kWh FONTE RINNOVABILE FABBISOGNO FREDDO = 125 kWh

73 FABBISOGNO FREDDO = 125 kWh
Percentuale RES = 75/225 = 33% FABBISOGNO CALDO = 100 kWh 100 kWh Caldo GF (EER = 3) PdC (COP = 4) 75 kWh FONTE RINNOVABILE FABBISOGNO FREDDO = 125 kWh

74 FONTE RINNOVABILE = FABBISOGNO FREDDO
Con un sistema a recupero, la fonte rinnovabile è lo stesso fabbisogno freddo: FABBISOGNO CALDO PdC (COP = 4) FONTE RINNOVABILE = FABBISOGNO FREDDO

75 Si lavora in recupero fino a soddisfare il fabbisogno caldo
FABBISOGNO CALDO = 100 kWh 100 kWh Caldo Polivalente in recupero (COP = 4) 75 kWh FONTE RINNOVABILE = FABBISOGNO FREDDO = 125 kWh

76 Poi si lavora in freddo per sopperire al rimante fabbisogno freddo
Polivalente in freddo (EER = 3) 50 kWh FABBISOGNO FREDDO = 125 – 75 = 50 kWh

77 Poi lavora in freddo per sopperire al rimante fabbisogno freddo
Percentuale RES = 75/150 = 50% Polivalente in freddo (EER = 3) 50 kWh FABBISOGNO FREDDO = 125 – 75 = 50 kWh

78 5^ problema: il FC deve essere considerato rinnovabile, sia se diretto che indiretto

79 Tra l’energia richiesta dall’edificio
e quella richiesta dai generatori C’E’ DI MEZZO L’IMPIANTO

80 AZIONE SU IMPIANTI Gli impianti possono essere: - neutri
- energeticamente negativi - energeticamente positivi

81

82 INEFFICIENZE FUNZIONAMENTO INVERNALE
ECCESSO ARIA RINNOVO ECCESSO UMIDIFICAZIONE TEMPERATURA TROPPO ELEVATA

83 INEFFICIENZE FUNZIONAMENTO ESTIVO ECCESSO ARIA RINNOVO
ECCESSO DEUMIDIFICAZIONE ECCESSO POST- RISCALDAMENTO TEMPERATURA TROPPO BASSA

84

85 e per TEMPERATURA AMBIENTE PIU’ MODERATA
RISPARMIO ENERGETICO per RECUPERO DI CALORE e per TEMPERATURA AMBIENTE PIU’ MODERATA (più bassa in inverno e più alta in estate)

86 RISPARMIO ENERGETICO per FREE COOLING

87 La cosa meno costosa è corregge gli impianti energeticamente negativi

88 ECCESSO DI PORTATA D’ARIA ESTERNA
Inverno - estate ECCESSO DI PORTATA D’ARIA ESTERNA Si corregge con sonde di qualità dell’aria e sistemi a portata d’aria di rinnovo variabile

89 Inverno - estate L’umidità dell’aria ambiente influisce molto poco sul benessere. E’ conveniente umidificare e deumidificare il meno possibile

90 Estate – risparmio annuo ottenibile mantenendo UR = 55-60% anziché UR = 50% (Re = 0,85)

91 Perché il recupero di calore sull’aria esausta non può essere considerato rinnovabile?

92 E’ un errore concettuale enorme: l’aria esausta è sicuramente una sorgente di calore rinnovabile, perché infinita, in condizioni migliori di quella esterna

93 Probabilmente l’interpretazione viene fatta perché non si sa come parificare tra loro i vari sistemi di recupero, statico e dinamico. Invece è facile se anche per il recupero si adotta il criterio del COP

94 ENERGIA RECUPERATA

95 ENERGIA SPESA DAI VENTILATORI

96 Si usa la stessa formula delle PdC, sia in inverno che in estate
Si usa la stessa formula delle PdC, sia in inverno che in estate. In questo modo si favoriscono i sistemi di recupero più prestazionali, confrontandoli tra loro in modo semplice

97 RECUPERO RIGENERATIVO
Il post-riscaldamento è sempre una perdita energetica

98 recupero rigenerativo L’aria deve essere prima raffreddata da
E a B Si usa una batteria fredda 35°C 14,3°C

99 recupero rigenerativo Si aggiunge una batteria calda
Poi riscaldata da B a AP Si aggiunge una batteria calda 14,3°C 35°C 21°C

100 recupero rigenerativo C’è bisogno di calore in questo punto
che può essere prelevato a monte della batteria fredda 14,3°C 35°C 21°C

101 recupero rigenerativo
Si sfrutta la terza batteria (quella di preriscaldamento) collegata idraulicamente con quella calda 14,3°C 35°C

102 recupero rigenerativo Si sottrae calore all’aria in questo punto
e si trasferisce qui 14,3°C 35°C 21°C

103 recupero rigenerativo Si preraffredda gratuitamente l’aria da
E a R 14,3°C 27,2°C 35°C

104 recupero rigenerativo La batteria fredda deve trattare l’aria solo da
RISPARMIO ENERGETICO La batteria fredda deve trattare l’aria solo da R a B 35°C 14,3°C 27,2°C 21°C

105 recupero rigenerativo
Tra B e AP si usa il calore trasferito tra E e R Non c’è bisogno di altra fonte di energia 35°C 14,3°C 27,2°C 21°C

106 Il recupero di calore in estate ha senso se si utilizzano sistemi di raffreddamento adiabatico indiretto Altrimenti non ne ha

107 Raffreddamento adiabatico indiretto RAI

108 RAI doppio stadio

109 RAI ricircolo aria esterna

110 Risparmio ESTIVO: URa = 50%, e = 0,65, eff. Um. = 85%

111 Free-Cooling diretto – clima italiano

112 Free-Cooling diretto – clima di BARI

113 diventa minore di quella massima accettabile in ambiente
FREE COOLING DIRETTO diventa minore di quella massima accettabile in ambiente Appena l’entalpia dell’aria esterna

114 FREE COOLING DIRETTO Il recuperatore è by-passato e viene immesso il 100% di aria di rinnovo

115 FREE COOLING DIRETTO

116 FREE COOLING DIRETTO + RAD
Si aggiunge un umidificatore adiabatico a monte della batteria fredda

117 FREE COOLING DIRETTO + RAD

118 FREE COOLING DIRETTO + RAD + RAI
Si aggiunge un umidificatore adiabatico sull’espulsione e non si by-passa il recupero

119 FREE COOLING DIRETTO + RAD + RAI

120 FREE COOLING DIRETTO + RAD + RAI

121 FABBISOGNI ESTIVI IN CENTRI COMMERCIALI

122 FABBISOGNI ESTIVI IN CENTRI COMMERCIALI

123 FABBISOGNI ESTIVI IN CENTRI COMMERCIALI

124 FREE COOLING INDIRETTO si può ottenere da: Acqua superficiale (falda, mare,ecc) Sorgenti geotermiche Aria (raffreddatori a secco o evaporativi)

125 Sistemi condizionamento a media temperatura
PdC acqua-acqua Pompa sorgente Scambiatore di calore

126 Chiller acqua-acqua Pompa sorgente Scambiatore di calore
I sistemi a media temperatura sono collegati sulla linea di condensazione a monte del chiller Chiller acqua-acqua Pompa sorgente Scambiatore di calore

127 Sistemi di condizionamento a media temperatura
Soffitti freddi La potenza in Free cooling è alta

128 Se si utilizzano sonde geotermiche verticali si può ottenere acqua a °C Si ottiene una potenza gratuita per circa W/m2