PRESENTAZIONE LIP Casa Vico Morcote 07.07.2011 Andrea Lucente Progettista nella tecnica della costruzione riscaldamento

Indice Panoramica impianto Norme e direttive utilizzate Elementi costruttivi Calcolo dei valori U Ponti termici Fabbisogno energetico Generatore di calore Scaldacqua Accumulatore energetico Funzionamento impianto Valvole di miscela Pompe di circolazione Calibraggio dell’impianto Schema a colonne Organi di sicurezza Dimensionamento serpentine Collettore distributore Piante PT+1P Termostati ambiente Dimensionamento corpi riscaldanti Pianta PC Distribuzione del calore Isolamenti tubazioni Regolazione Schema di principio Proposta impianto solare Schema di principio solare Commento relativo

Panoramica impianto

Norme e direttive utilizzate Norma SIA 384.201 Decreto esecutivo (RUEn) del 16.09.2008 Norma SIA 380/1 Norma SIA 381/3 Simboli secondo norma SIA 410/1 Valori lambda secondo “Calcolo dei coefficienti U e catalogo degli elementi costruttivi per nuovi edifici” «Svizzera energia» Norma SIA 384/1 Direttiva antincendio VKF Manuale SI 5 ATTS

Elementi costruttivi Muratura isolante BRICOSOLfuture Muratura esterna Isolamento ISOVER PB F 032 Muri esterni ed interni Isolamento ISOVER THERMO-PLUS Pavimento PC Isolamento STYRODUR C Tetto (architetto)

Calcolo dei valori U

Ponti termici

Fabbisogno energetico Perdite per trasmissione

Perdite per ventilazione

Fabbisogno energetico totale Piano cantina = 4’269 W Piano terreno = 8’312 W Primo piano = 2’744 W Fabbisogno di potenza termica dell’edificio totale = 15’325 W

Generatore di calore

Termopompa aria-acqua OERTLI (WALTER MEIER) tipo LI 218 Temperature considerate: A0/W35 Potenza calorica: 20.9 kW Potenza assorbita: 6.5 kW Corrente nominale: 11.8 A COP: 3.2 Per evitare la propagazione delle vibrazioni della macchina verranno applicati i seguenti adeguamenti: Verso l’interno: piedini antivibranti, mancette flessibili per l’allacciamento dei canali e tubi flessibili per l’allacciamento delle tubazioni Verso l’esterno: i canali verranno isolati internamente con dell’isolamento fonico

Confronto impianto termopompa - olio Fabbisogno annuo di energia stimato = 35'906 kWh/a Costo olio combustibile: 9.9 cts/kWh Costo elettricità: 15.25 cts/kWh 15.25 / 3.2 (COP) = 4.77 cts/kWh Costo totale dalla caldaia a olio = 8'000 fr Costi di esercizio = 9.9 cts/kWh x 35'906 kWh/a = 3’555 fr/a Costo totale della termopompa = 24'500 fr Costi di esercizio = 4.77cts/kWh x 35'906 kWh/a = 1'713 fr/a Risparmio sull’esercizio = 3'555 fr/a - 1'713 fr/a = 1'842 fr/a Differenza d’investimento = 16'500 fr Anni necessari per ammortizzare il costo = 16'500 fr / 1'842 fr = ca. 9 anni Fonte: www.migrol.ch

Scaldacqua Volume scaldacqua: Persone: 6 Fabbisogno standard elevato (SI 5): 60 l/p Temperatura di riempimento: 60°C Numero di riempimenti giornalieri: 1 Considerazioni Perdite serbatoio: 5% Perdite tubazioni: 10% V non sfruttabile: 20% Calcolo: Npersone x l/persona + perdite = l giorno 6 p x 60 l/p + 5% + 10% + 20% = 486 l Scelta: Elcalor (Walter Meier) SDR 502 470 Litri

Accumulatore energetico Volume accumulatore: Potenza generatore: 21 kW Temperature d’esercizio: 50/40 °C Differenza di temperatura: 10 K Calcolo: Qg x 3600 = V acc = 457 l c x d x Dt x 4 Scelta: Elcalor (Walter Meier) PVS 502 500 Litri Entrambi gli accumulatori sono in acciaio inossidabile, questo garantisce l’igiene ed esclude la corrosione

Funzionamento impianto L'accumulatore di acqua calda sanitaria viene allacciato tra il generatore di calore e l’accumulatore energetico mediante una valvola a tre vie in deviazione. Questo consente l’alimentazione dello scaldacqua prioritaria, mentre la carica dell’accumulatore energetico come secondaria. In questo modo la termopompa fornisce energia solamente ad uno dei due accumulatori, e la loro potenza non va sommata per il dimensionamento. L’interruzione di fornitura di energia utile al riscaldamento dell’edificio ha una durata di poco più di un’ora, condizione accettabile in quanto i locali di soggiorno sono riscaldati mediante serpentine.

Valvole motorizzate Valvola di deviazione magnetica SIEMENS MXG461.32-12 Ha il compito di deviare il flusso da un utilizzatore all’altro (acqua calda / riscaldamento) Dimensionamento: diametro uguale a quello della tubazione per ridurre al minimo le perdite di carico Valvole di miscela SIEMENS VXG44 Ha il compito di regolare la temperatura di mandata miscelandola con quella di ritorno Dimensionamento secondo tabella SIEMENS mantenendo una perdita di carico tra i 7 e i 10 kPa

Tabella SIEMENS

Pompe di circolazione Per avere un basso consumo di energia R massimo condotte 50 Pa/m (tubazioni grandi) Minori sono le perdite di carico, minore sarà la potenza della pompa di circolazione Pompe a giri variabili EMB Stratos Micra per i gruppi serpentine e corpi riscaldanti Pompa a giri fissi EMB RS per gruppo principale

EMB Stratos Micra: Gruppo serpentine e gruppo corpi riscaldanti EMB RS: Gruppo principale

Calibraggio dell’impianto Valvole di calibraggio TA STAD sui gruppi Hanno il compito di aumentare la perdita di carico del circuito per raggiungere il punto di lavoro della pompa di circolazione Valvole di calibraggio TA STAD nelle cassette delle serpentine Hanno il compito di aumentare la resistenza delle tratte con meno perdita di carico per equilibrarle con il circuito critico Queste valvole fungono anche come punto di misurazione della portata

Calcolo: Perdita TRATTA A (circuito critico) = 27’311 Pa Perdita TRATTA B = 24’405 Pa Strozzatura organo di calibraggio = 2’906 Pa Perdita TRATTA C = 21’095 Pa Strozzatura organo di calibraggio = 6’216 Pa

Schema a colonne C A B

Organi di sicurezza Calcolo vaso d’espansione VN = Volume d’espansione = Va x e x X x Df Contenuto impianto: Accumulatore = 670 l Condotte + serpentine = 193 l Corpi riscaldanti = 72 l Collettore riscaldamento = 70 l Totale = 1’005 l VN = 1’005 l x (tm=45°C) 0.01 x 3 x 2.4 = 70.7 litri Scelta: PNEUMATEX SD 80.3

Valvola di spurgo dell’aria Valvola di sicurezza H impianto = 6.1 m  apertura valvola di sicurezza 3.0 bar Scelta: PNEUMATEX DSV 15-3.0 H Idrometro H Per il corretto funzionamento dell’impianto è necessario controllare di tanto in tanto la sua pressione interna. Per questo motivo è previsto un idrometro dove, grazie ad una zona verde sul quadrante, anche il committente può controllare se la pressione all’interno dell’impianto è corretta. Scelta: PNEUMATEX H4 Valvola di spurgo dell’aria La presenza di aria nell’impianto è una delle cause principali di mal funzionamento degli impianti. Per questo è stato previsto un apparecchio di spurgo automatico PNEUMATEX ZEPARO ZUT.

Dimensionamento serpentine

Dettaglio impianto serpentine Banda perimetrale sul perimetro esterno della costruzione Interasse di posa minino di 15 cm e massimo di 40 cm Binari guida posati al massimo a 2 metri di distanza con l’apposito nastro auto collante Serpentine fuori dal locale destinato isolate con Armaflex di 9 mm Isolamento pavimento con doppio pannello in PUR dello spessore di 50 mm rivestito con un foglio di materiale termo riflettente (ALU) per aumentare la resa delle serpentine

I giunti di dilatazione dello spessore minimo di 8 mm sono stati previsti sopra i giunti esistenti dell’edificio, con una delimitazione del campo di 40 m² e lunghezza lineare massima di 8 m e devono essere previsti come giunti perimetrali per tutti gli elementi adiacenti.

Collettore distributore

Piano terreno

Primo piano

Termostati ambiente In tutti i locali abitabili sono stati previsti dei regolatori di temperatura ambiente con programmazione oraria settimanale SIEMENS REV34DC. Questi sono in continuo collegamento radio con degli attuatori elettrotermici SIEMENS STA72E/00 posati sulle valvole dei collettori distributori delle serpentine. Questo sistema permette di impostare una temperatura ed un orario di funzionamento a scelta per i locali. Una volta raggiunta la temperatura desiderata nel locale o superato il periodo di funzionamento, il termostato invierà un segnale per regolare o chiudere il flusso dell’acqua nel gruppo delle serpentine.

Dimensionamento corpi riscaldanti Corpi riscaldanti piano cantina Marca ZEHNDER modello NOVA H standard = 180 cm

Dettaglio corpi riscaldanti Nei locali bagno e doccia dei piani superiori oltre alle serpentine, sono stati previsti dei corpi riscaldanti scalda salviette come richiesto dal committente. Nei locali bagno e doccia del piano cantina invece gli scalda salviette sono l’unico sistema di riscaldamento Corpi riscaldanti sale bagno e doccia Marca ZEHNDER modello UNIVERSAL H standard = 180 cm

Piano cantina

Distribuzione del calore Tubazioni impianto di riscaldamento in acciaio al carbonio marca GEBERIT MAPRESS Dimensionamento secondo norma SIA 384/1, R massimo 50 Pa/m Condotte al piano cantina posate sotto plafone per la distribuzione ai corpi riscaldanti e l’allacciamento alle colonne Colonne ubicate all’interno di un cavedio tecnico Allacciamenti cassette delle serpentine nel betoncino Condotte di allacciamento verticali dei radiatori eseguiti sottomuro

Isolamenti tubazioni Isolamenti secondo decreto esecutivo RUEn 2008 Materiali esenti da CFC + HCFC Impianto sotto muro: guaina isolante in coutchou Armaflex 9 mm Impianti nella centrale termica, nei vani tecnici e in vista: coppelle di materiale inorganico legato con filo di ferro. Rivestimento esterno con foglio di PVC Passaggi murali con lana minerale antincendio inorganica Armature isolate con coppelle di materiale inorganico, rivestite con un cassonetto in lamiera di metallo leggero (Alumann)

Regolazione Impianto completamente gestito dal sistema SIEMENS tramite una centralina posata nella centrale termica La centralina rispetta le seguenti priorità: Carica dello scaldacqua Carica dell’accumulatore energetico Durante il funzionamento, la sonda esterna rileva la temperatura, ed in base a questo la centralina comanda i due gruppi di riscaldamento tramite delle curve di funzionamento Una sonda rileva la temperatura dell’acqua di mandata dei gruppi, manda il segnale alla centralina e questa muoverà le valvole di miscela per avere la temperatura corretta.

Schema di principio

Proposta impianto solare L’impianto è ancora da dimensionare, per intanto è valido il progetto di massima Tramite il progetto di massima è stata richiesta un’offerta alla ditta WALTER MEIER per fare la proposta al committente 8 collettori solari OERTLI (WALTER MEIER) SKF 220 H disposti in 2 file da 4 con un totale di 16 m² di superficie Inclinazione del pannello di 40° esposto verso sud

Fabbisogno di acqua calda è uguale, valgono quindi i medesimi litri per il dimensionamento dell’accumulatore Accumulatore combinato ELCALOR (WALTER MEIER) WPS 1450 Accumulo riscaldamento: 1450 l Accumulo sanitario: 320 l Accumulo acqua di riscaldamento necessaria: 457 l Maggior accumulo per elevata potenza dell’impianto solare termico Accumulo acqua calda sanitaria necessaria: 486 l Numero di riempimenti: 2

Schema di principio (solare)

Commento relativo Gli apparecchi che compongono l’impianto, sono stati scelti cercando si salvaguardare il più possibile l’ambiente e ritengo che installare una termopompa aria acqua sia la scelta più adeguata. Siccome l’investimento per una termopompa aria acqua non è così elevato, ho proposto anche l’aggiunta di un impianto solare con un accumulatore combinato. L’installazione di pannelli solari è sicuramente una delle scelta più rispettose dell’ambiente e più vantaggiose. Le soluzioni ecologiche purtroppo non sono molto economiche, dovrà quindi decidere il committente in base alla sua possibilità d’investimento.

Grazie per l’attenzione! Sono a disposizione per eventuali chiarimenti Cordiali saluti Andrea Lucente