pren 15316

E02069982DATI DI COPERTINA E PREMESSA DEL PROGETTO

Prestazioni energetiche degli edifici

Parte 2: Energia primaria e e rendimenti per la climatizzazione invernale e per la produzione di acqua caldaper usi igienico-sanitari

Energy performance of buildings

Space heating and cooling and domestic hot water production

Part 2: Primary energy and system efficiencies for space heating and domestic hot water production

Climatizzazione e preparazione acqua calda per usi igienico - sanitari

La specifica tecnica contiene dati e procedure per la determinazione delle prestazioni energetichedegli edifici per quanto attiene la climatizzazione e la preparazione di acqua calda per usi igienico -sanitari.La norma costituisce una linea guida nazionale per l'immediata e univoca applicazione del vastoquadro dei progetti di norma elaborati dal CEN a supporto della Direttiva 2002/91/EC "EnergyPerformance of Buildings"La norma è composta da tre parti:Parte 1 - Fabbisogno di energia termica utile per la climatizzazione invernale (sarà estesa allaclimatizzazione estiva)Parte 2: Energia primaria e rendimenti per la climatizzazione invernale e per la produzione di acquacalda per usi igienico-sanitari.Parte 3 -Energia primaria e rendimenti per la climatizzazione estiva (in corso di elaborazione)La presente parte 2 fornisce dati e metodi per la determinazione:- del rendimento globale medio stagionale- del fabbisogno di energia utile per la preparazione dell'acqua calda sanitaria- del fabbisogno annuo specifico di energia primaria per la climatizzazione invernale e per lapreparazione dell'acqua calda per usi igienico sanitari.

SOMMARIO

CTI - Comitato Termotecnico ItalianoORGANOCOMPETENTE

CO-AUTORE

Questo testo NON è una norma UNI, ma è un progetto di norma sottoposto alla fase di inchiesta pubblica, da utilizzare solo edesclusivamente per fini informativi e per la formulazione di commenti. Il processo di elaborazione delle norme UNI prevede che iprogetti vengano sottoposti all'inchiesta pubblica per raccogliere i commenti degli operatori: la norma UNI definitiva potrebbequindi presentare differenze -anche sostanziali- rispetto al documento messo in inchiesta.

Questo documento perde qualsiasi valore al termine dell'inchiesta pubblica, cioè il:

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04-04-07

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RELAZIONIINTERN.LI

RELAZIONINAZIONALI

La specifica tecnica viene riesaminata ogni tre anni.Eventuali osservazioni sulla UNI/TS ........ devono pervenire all'UNI entro mese anno.@@La presente specifica tecnica è stata elaborata sotto la competenza dell'ente federato all'UNI@CTI - Comitato Termotecnico Italiano@@La Commissione Centrale Tecnica dell'UNI ha dato la sua approvazione il giorno mese anno. @@

PREMESSA

VARIANTINAZIONALI

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EDIZIONE 9 febbraio 2007

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INTRODUZIONE La determinazione dei fabbisogni di energia per la climatizzazione invernale e per l’acqua calda sanitaria è basata su procedure volte a calcolare (*): (1) Il fabbisogno di energia termica utile, dell’edificio in condizioni ideali (temperatura uniforme in tutto il

volume riscaldato) Qh in un periodo prefissato e/o il fabbisogno convenzionale Qw di energia termica per acqua calda sanitaria

(2) Il rendimento medio stagionale del sistema ηg (3) Il fabbisogno di energia primaria Q nello stesso periodo prefissato, per produrre l’energia termica Qh e/o

Qw in base al tipo e alle caratteristiche dell’impianto previsto o installato (*)Il valore di Qh è il dato fondamentale di ingresso per la procedura di calcolo del fabbisogno di energia primaria. Le indeterminazioni nella definizione dei dati di ingresso per il calcolo di Qh si ripercuotono nella determinazione di Q, interagendo con le indeterminazioni nei dati di ingresso della seconda procedura di calcolo. Ai fini della determinazione dei due fabbisogni in modo unificato è necessario, quindi, definire, secondo uno standard, tutti i dati di ingresso da utilizzare nelle due procedure di calcolo. SCOPO E CAMPO DI APPLICAZIONE La presente specifica fornisce dati e metodi per la determinazione: - del fabbisogno di energia utile per la preparazione dell'acqua calda sanitaria QW,nd - delle perdite e dei fabbisogni di energia elettrica dei sistemi di riscaldamento e produzione di acqua calda

sanitaria; - del fabbisogno annuo specifico di energia primaria per la climatizzazione invernale e per la preparazione

dell’acqua calda per usi igienico sanitari definiti rispettivamente, Eph ed Epw e, di conseguenza, la somma dei due fabbisogni ossia fabbisogno totale Ep [kWh/m2]

- del rendimento globale medio stagionale ηg La specifica si applica a sistemi di nuova progettazione, ristrutturati o esistenti: - per il solo riscaldamento - misti o combinati per riscaldamento e produzione acqua calda sanitaria - per sola produzione acqua calda per usi igienico - sanitari La specifica si applica ai seguenti tipi di valutazione energetica: A) Valutazione di calcolo: prevede il calcolo del fabbisogno energetico e si differenzia in: A1) Valutazione di progetto: il calcolo viene effettuato sulla base dei dati di progetto; per le modalità di occupazione e di utilizzo dell’edificio e dell’impianto si assumono valori convenzionali di riferimento A2) Valutazione standard: il calcolo viene effettuato sulla base dei dati relativi all’edificio e all’impianto reale, come costruito; per le modalità di occupazione e di utilizzo dell’edificio e dell’impianto si assumono valori convenzionali di riferimento A3) Valutazione in condizioni effettive di utilizzo: il calcolo viene effettuato sulla base dei dati relativi all’edificio e all’impianto reale, come costruito; per le modalità di occupazione e di utilizzo dell’edificio e dell’impianto si assumono valori effettivi di funzionamento (ad esempio, in caso di diagnosi energetiche) B) Valutazione di esercizio: è basata sul rilievo dei consumi effettivi con modalità standard. La valutazione di calcolo può essere validata mediante una valutazione di esercizio, ossia con un confronto con i consumi energetici effettivi per riscaldamento e produzione di acqua calda sanitaria Ai fini di diagnosi energetica si può procedere con la valutazione A3) integrata con B). Le condizioni affinché i dati di consumo rilevati possano essere correttamente utilizzati come valori di confronto sono: - la definizione di criteri unificati per attribuire i consumi al periodo di tempo prefissato e modalità, anch’esse unificate, per

convertire i consumi in portate volumetriche o di massa e quindi in equivalenti energetici - la definizione di criteri unificati per attribuire separatamente al riscaldamento e alla produzione di acqua calda sanitaria i relativi

consumi, nel caso di utenze promiscue - utilizzo di criteri di confronto fra i valori calcolati in condizione standard e valori di consumo effettivo


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RIFERIMENTI NORMATIVI UNI EN ISO 13790 Prestazione termica degli edifici – Calcolo del fabbisogno di energia per il riscaldamento prEN 15603 Energy performance of buildings — Overall energy use, CO2 emissions and definition of

energy ratings prEN 15315 Energy performance of buildings – Overall energy use, primary energy and CO2

emissions prEN 15316-1 Heating systems in buildings – Method for calculation of system energy requirements and

system efficiencies – Part 1: General prEN 15316-2-1 Heating systems in buildings – Method for calculation of system energy requirements and

system efficiencies – Part 2.1: Space heating emission systems prEN 15316-2-2-1 Heating systems in buildings – Method for calculation of system energy requirements and

system efficiencies –Part 2.2.1: Space heating generation systems, combustion systems prEN 15316-2-3 Heating systems in buildings - Method for calculation of system energy requirements and

system efficiencies – Part 2.3: Space heating distribution systems prEN 15316-3-1 Heating systems in buildings – Method for calculation of system energy requirements and

system efficiencies – Part 3.1: Domestic hot water systems, characterisation of needs (tapping requirements)

prEN 15316-3-2 Heating systems in buildings – Method for calculation of system energy requirements and system efficiencies – Part 3.2: Domestic hot water systems, distribution

prEN 15316-3-3 Heating systems in buildings – Method for calculation of system energy requirements and system efficiencies – Part 3.3: Domestic hot water systems, generation

DEFINIZIONI 3.1 Edificio è un sistema costituito dalle strutture edilizie esterne che delimitano uno spazio di volume definito, dalle strutture interne che ripartiscono detto volume e da tutti gli impianti e dispositivi tecnologici che si trovano stabilmente al suo interno; la superficie esterna che delimita un edificio può confinare con tutti o alcuni di questi elementi: l'ambiente esterno, il terreno, altri edifici; il termine può riferirsi a un intero edificio ovvero a parti di edificio progettate o ristrutturate per essere utilizzate come unità immobiliari a sé stanti 3.2 Prestazione energetica di un edificio è la quantità annua di energia primaria effettivamente consumata o che si prevede possa essere necessaria per soddisfare i vari bisogni connessi ad un uso standard dell'edificio: la climatizzazione invernale, la climatizzazione estiva, la preparazione dell’acqua calda per usi igienici sanitari, la ventilazione e l'illuminazione. Essa è la somma dei fabbisogni annui dei suddetti servizi. 3.3 Fabbisogno annuo di energia primaria per la climatizzazione invernale è la quantità annua di energia primaria effettivamente consumata o che si prevede possa essere necessaria per la climatizzazione invernale in condizioni climatiche e di uso standard dell’edificio 3.4 Fabbisogno annuo per la preparazione di acqua calda sanitaria è la quantità annua di energia primaria effettivamente consumata o che si prevede possa essere necessaria per soddisfare la richiesta annua di acqua calda per usi igienico – sanitari determinato sulla base dei fabbisogni di acqua calda calcolati in base alla presente specifica 3.5 Fabbisogno ideale di energia termica utile dell’involucro edilizio: è il fabbisogno di energia termica utile riferito alla condizione di temperatura dell’aria uniforme in tutto lo spazio riscaldato e in condizioni climatiche esterne standard. Esso è riferito, inoltre, è riferito a funzionamento continuo, cioè al mantenimento di una temperatura interna dell'edificio costante nel tempo. 3.6 Rendimento globale medio stagionale: è il rapporto tra fabbisogno di energia termica utile e il corrispondente fabbisogno di energia primaria durante la stagione di riscaldamento. Ciascuno dei sottosistemi che compongono il sistema ha un proprio rendimento secondo quanto di seguito specificato


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3.7 Coefficiente di utilizzazione (termico o elettrico): è il rapporto tra l’energia termica (o energia elettrica) uscente dal sistema o dal sottosistema e l’energia entrante. Tale definizione si applica a tutti i sottosistemi considerati nella presente specifica, salvo che al sottosistema di produzione, nel quale si attua la conversione da energia primaria in energia termica utile 3.8 Perdite di energia termica non recuperabili: parte delle perdite che vanno ad aumentare il fabbisogno di energia termica 3.9 Perdite di energia termica recuperabili: parte delle perdite che possono essere utilizzate per diminuire il fabbisogno di energia termica 3.10 Perdite di energia termica recuperate: parte delle perdite recuperabili effettivamente utilizzate per diminuire il fabbisogno di energia termica 3.11 Perdite di emissione: perdite di energia termica che aumentano il fabbisogno delle unità terminali dovute a non omogenea distribuzione della temperatura dell’aria negli ambienti od a flussi di calore diretti verso l’esterno 3.12 Perdite di regolazione: perdite di energia termica dovute alla regolazione imperfetta della temperatura degli ambienti riscaldati, 3.13 Perdite di distribuzione: perdite di energia termica della rete di distribuzione 3.14 Perdite di produzione: perdite di energia termica del sottosistema di produzione, comprese le perdite in funzionamento ed in stand - by nonché le perdite dovute al controllo non ideale del sistema di generazione, comprese le perdite recuperabili 3.15 Perdite totali del sistema: perdite di calore complessive del sistema di riscaldamento e/o del sistema di acqua calda sanitaria 3.16 Perdite di erogazione: perdite di energia termica nei sistemi di acqua calda sanitaria dovute all’erogazione iniziale di acqua fredda ad ogni prelievo ovvero alla permanenza di acqua calda nelle tubazioni terminali alla fine dell’erogazione 3.17 Perdite di accumulo: perdite di energia termica dovute alle dispersioni in ambiente di serbatoi di accumulo di acqua calda sanitaria. Possono essere recuperabili o non recuperabili 3.18 Fabbisogno netto di energia termica utile: fabbisogno diminuito della quantità di perdite recuperate 3.19 Sistemi centralizzati di produzione di acqua calda per usi igienico – sanitari: sistemi destinati a servire più unità immobiliari in un edificio, dedicati se destinati alla sola produzione di acqua calda sanitaria combinati se destinati ai due servizi 3.20 Sistemi autonomi di produzione di acqua calda per usi igienico – sanitari: sistemi destinati a servire un’unica unità immobiliare, dedicati o combinati 3.21 Certificazione energetica: Attestazione della prestazione energetica dell’edificio mediante uno o più descrittori di fabbisogno energetico calcolati secondo metodologie standardizzate. 3.22 Zona termica: Parte dello spazio riscaldato con una prefissata temperatura di progetto, nella quale si assume che la temperatura abbia variazioni nello spazio trascurabili. 3.23 Generatore di calore è l’apparecchio nel quale si attua la conversione dell’energia chimica del combustibile in energia termica utile trasferita al fluido termovettore 3.24 Unità terminale di erogazione: è l’apparecchio mediante il quale l’energia termica utile del fluido termovettore viene trasferita all’ambiente 3.25 Cogenerazione è la produzione e l’utilizzo simultanei di energia meccanica o elettrica e di energia termica a partire dai combustibili primari, nel rispetto di determinati criteri qualitativi di efficienza energetica 3.26 Pompa di calore è un dispositivo o un impianto che sottrae calore dall’ambiente esterno o da una sorgente di calore a bassa temperatura e lo trasferisce all’ambiente a temperatura controllata 3.27 Valori nominali delle potenze e dei rendimenti sono i valori massimi di potenza per servizio continuo e di rendimento di un apparecchio determinati e certificati secondo la vigente normativa tecnica SIMBOLI I prospetti seguenti riportano i simboli utilizzati nella presente specifica. Per simboli utilizzati solo in qualche caso particolare fare riferimento alle indicazioni fornite con le singole formule.


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Prospetto 1 - Simboli fondamentali Grandezza Simbolo Unità di misura Energia Q Wh Potenza termica Φ W Potenza elettrica W W Rendimento η - Energia primaria riferita alla superficie utile dell’edificio E KWh/m2 anno Perdita termica percentuale P % Periodo di tempo t s Temperatura θ °C K Volume di acqua V l/h - l/G Densità ρ kg/m3

Calore specifico C Wh/kg K Consumo energetico misurato Co KWh Quantità di combustibile allo stato liquido (con pedici specifici) CQ m3

Superficie S m2

Lunghezza o diametro D m Conduttività λ W/mK Numero di ore h ore Numero di secondi s s Numero di giorni ngg giorni Giorno G giorno Prospetto 2 - Pedici identificativi di sistema Sistema Pedice Riscaldamento h Solo produzione acqua calda sanitaria W Combinato h, W Prospetto 3 - Pedici identificativi di sottosistema Sottosistema Pedice Emissione (riscaldamento) e Erogazione (acqua calda sanitaria) er Regolazione (solo per riscaldamento) c Distribuzione (sia per riscaldamento che per acqua calda sanitaria)

d

Accumulo (acqua calda sanitaria) s Generazione (sia per riscaldamento che per acqua calda per usi Igienico – sanitari)

gn

Generico x Prospetto 4 - Pedici identificativi dei rendimenti Rendimento Pedice Termico utile tu Di combustione c Del sistema elettrico nazionale sen Medio stagionale dell’impianto (o dei sottosistemi se con i relativi pedici) g


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Prospetto 5 - Pedici identificativi delle quantità di energia

Energia Pedice Energia termica utile ideale per riscaldamento (o primaria se con aggiunta del pedice p)

h

Energia termica utile ideale per produzione acqua calda sanitaria (o primaria se con aggiunta del pedice p)

W

Energia primaria totale p Energia utile u Perdite di energia termica utile l Perdite di energia termica utile non recuperabili lnr Perdite di energia termica utile recuperabili lrr Perdite di energia termica utile recuperate rh Energia primaria da combustibili fossili c Energia elettrica el Energia uscente da un sottosistema out Energia entrante in un sottosistema in Energia per usi di cottura oth Prospetto 6 - Fabbisogni di energia termica utile per riscaldamento Fabbisogno Simbolo Fabbisogno energetico utile ideale richiesto da ciascuna zona in regime continuo

Qh

Fabbisogno energetico utile ideale richiesto da ciascuna zona in regime non continuo

Qhvs

Fabbisogno energetico utile effettivo richiesto da ciascuna zona in regime continuo (tiene conto delle perdite di emissione e di regolazione)

Qhr

Fabbisogno energetico utile effettivo richiesto da ciascuna zona in regime non continuo (tiene conto delle perdite di emissione e di regolazione)

Qhvsr

Prospetto 7 - Fabbisogni di energia termica utile per acqua calda per usi igienico - sanitari Fabbisogno Simbolo Fabbisogno energetico utile ideale richiesto QW Fabbisogno energetico utile effettivo richiesto (tiene conto delle perdite di erogazione)

QrW

Prospetto 8 - Pedici per i fabbisogni di energia elettrica e le potenze elettriche Fabbisogno Pedice Elettrica in generale el Fabbisogno globale di energia elettrica per ausiliari di sistema aux Fabbisogno di energia elettrica per pompe asservite al generatore PO Fabbisogno di energia elettrica per pompe della rete di distribuzione POd Fabbisogno di energia elettrica il bruciatore del generatore br Ventilo – convettori o unità terminali con ventilatore di attivazione v


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Prospetto 9 - Pedici per le perdite percentuali

Perdita percentuale Pedice Perdite termiche al camino (calore sensibile) a bruciatore funzionante

ch,on

Perdite termiche al camino a bruciatore spento ch,off Perdite termiche dell’involucro del generatore env Prospetto 10 - Pedici per le potenze termiche Potenza termica Pedice Potenza termica nominale del focolare del generatore cn Potenza termica utile nominale del generatore pn Potenza termica utile a carico intermedio del generatore int Potenza termica utile a carico nullo del generatore po Potenza termica in condizioni di prova del generatore test Potenza termica corretta del generatore cor Acqua (temperature di caldaia) w Relativo al generatore gn Relativo all’ambiente della centrale termica (ad es. temperatura) a Prospetto 11 - Altri pedici Temperature Pedice Totale t Massimo max Minimo min Di riferimento ref Medio avg Mandata f Ritorno r Caldaia b Fumi fl Prospetto 12 - Fattori adimensionali Potenza termica Simbolo Fattore di carico del focolare FC FABBISOGNI DI ENERGIA TERMICA UTILE Ai fini della presente specifica, si considerano i seguenti fabbisogni di energia termica utile: 1) fabbisogno di energia termica utile per riscaldamento e ventilazione dell’edificio Qh 2) fabbisogno di energia termica utile per acqua calda per usi igienico – sanitari Qw e si forniscono dati per: 3) fabbisogni di energia primaria per usi di cottura Qoth I fabbisogni 1) e 2) sono utilizzati per i calcoli del fabbisogno di energia primaria. I fabbisogni al punto 3) sono valori convenzionali forniti allo scopo di depurare, in modo unificato, i consumi promiscui di energia primaria da quelli derivanti da usi diversi dal riscaldamento e produzione acqua calda sanitaria.


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5.1 Fabbisogno di energia termica utile per riscaldamento dell’edificio Il fabbisogno di energia termica utile per riscaldamento dell’edificio è articolato in: - fabbisogno ideale - fabbisogno ideale netto ottenuto sottraendo al fabbisogno ideale le perdite recuperate - fabbisogno effettivo è il fabbisogno che tiene conto delle perdite di emissione e di regolazione, ossia

dell’energia termica che il sottosistema di distribuzione deve immettere negli ambienti 5.1.1 Fabbisogno ideale per riscaldamento Il fabbisogno ideale di energia termica utile Qh dell’involucro edilizio, definito ideale è il dato fondamentale di ingresso per il calcolo dei fabbisogni di energia primaria. Il fabbisogno Qh è riferito alla condizione di temperatura dell’aria uniforme in tutto lo spazio riscaldato. Esso è riferito, inoltre, a funzionamento continuo, cioè al mantenimento di una temperatura interna dell'edificio costante nel tempo. Il fabbisogno ideale di calore Qh dell'edificio si calcola secondo UNI EN ISO 13790 integrata con la prima parte della presente specifica tecnica. 5.1.2 Fabbisogno ideale netto per riscaldamento Dal fabbisogno Qh si devono dedurre eventuali perdite recuperate Qrh dal sistema di acqua calda sanitaria. Si ha quindi il fabbisogno ideale netto Qh’ :

Qh’ = Qh - Qw,rh [Wh] (1)

5.1.3 Fabbisogno effettivo per riscaldamento Il calcolo, come sin qui descritto, non tiene conto delle perdite determinate dalle caratteristiche dei sottosistemi di emissione e di regolazione, previsti o installati nell’edificio, quali distribuzione di temperatura non uniforme nello spazio riscaldato, imperfezioni della regolazione per ritardi od anticipi nella erogazione del calore, mancato utilizzo di apporti gratuiti. Per calcolare il fabbisogno effettivo dell'edificio, ossia la quantità di energia termica utile che deve essere immessa negli ambienti riscaldati, si deve tenere conto di fattori negativi, quali:

• maggiori perdite verso l'esterno dovute ad una distribuzione non uniforme di temperatura dell’aria all’interno degli ambienti riscaldati (stratificazione)

• maggiori perdite verso l'esterno dovute alla presenza di corpi scaldanti annegati nelle strutture • maggiori perdite dovute ad una imperfetta regolazione dell’emissione del calore • eventuale mancato sfruttamento di apporti gratuiti conteggiati nel calcolo di Qh, che si traducono in

maggiori temperature ambiente anziché riduzioni dell'emissione di calore • sbilanciamento dell’impianto • e di fattori positivi, quali: • - trasformazione in calore dell'energia elettrica impiegata nelle unità terminali;

In definitiva l’energia termica utile effettiva Qhr che deve essere consegnata dal sottosistema distribuzione è: Qhr = Qh ‘+ Ql,e + Ql,c - Qe,rr [Wh] (2)

dove: Qh’ fabbisogno ideale netto Ql,e perdite totali di emissione Ql,c perdite totali di regolazione Qe,rr energia termica recuperata dall’energia elettrica del sottosistema di emissione


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5.2 Fabbisogni per acqua calda sanitaria L’energia termica Qw richiesta per riscaldare una quantità di acqua alla temperatura desiderata è : ( )∑ −∗∗= ∗

iOwww VCQ θθρ /3600 [Wh] (3)

dove: ρ è la densità dell’acqua [kg/m3] C calore specifico dell’acqua [Wh/kgK] VW volume dell’acqua richiesta durante il periodo [m3] θW temperatura di erogazione [°C] θO temperatura di ingresso dell’acqua fredda sanitaria [°C] 5.2.1 Volumi di acqua richiesti I volumi di acqua calda per usi igienico sanitari sono riferiti convenzionalmente ad una temperatura di erogazione di 40 °C e ad una temperatura di ingresso di 15°C. Il salto termico di riferimento ai fini del calcolo del fabbisogno di energia termica utile è, quindi, di 25 K. Quando siano resi pubblici dall’ente erogatore o dall’Amministrazione Comunale dati mensili di temperatura dell’acqua di alimentazione in relazione alla zona climatica e alla fonte di prelievo (acqua superficiale, acqua di pozzo, ecc.) si devono utilizzare tali dati ai fini del calcolo indicandone l’origine. Ciò determina fabbisogni mensili di energia diversi a parità di litri erogati e dovrà essere indicato nella relazione tecnica. I valori di fabbisogno giornaliero sono riferiti a dati medi giornalieri. I dati medi settimanali si ottengono moltiplicando il valore medio giornaliero per 7 giorni. NOTA Solo nel caso di valutazione energetica di esercizio o nel caso di diagnosi energetica, per particolari mesi dell’anno (ad esempio agosto) si possono

attribuire al mese solo i valori settimanali delle settimane di effettiva occupazione dell’alloggio. Il volume è dato da: Vw = a*Nu [l/G] dove a = fabbisogno giornaliero specifico [l/G u]1) Nu= parametro che dipende dalla destinazione d’uso dell’edificio 5.2.1.1 Abitazioni Nel caso di abitazioni il valore Nu è pari al valore della superficie utile Su dell’abitazione, espressa in m2 Il valore di a si ricava dal seguente prospetto. Prospetto 13 – Valori di a per le abitazioni

Superficie utile Su [m2] Fabbisogno giornaliero [l/G m2] <= 50 50 - 200 > 200

A 2 6 * Su-0,28 1,3

1) U corrisponde ai m2 per il residenziale o al parametro del prospetto 14 per le altre destinazioni d’uso


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5.2.1.2 Altre destinazioni Per destinazioni diverse dalle abitazioni, il valore di a dipende da valori specifici di Nu per ogni singola destinazione, come indicato nel prospetto 14. Nel caso di alberghi in località turistiche soggetti a variazioni stagionali di occupazione può essere introdotto un fattore di occupazione fw, nel periodo considerato. Il fattore è dato dal rapporto tra il numero di presenze e il numero di letti. Il fabbisogno risulta in tal caso pari ai valori del prospetto moltiplicati per il fattore di occupazione. Prospetto 14 – Valori di a per destinazioni diverse dalle abitazioni Tipo di attività A Nu Hotel 1-2-3-4- stelle- senza lavanderia 665-910-1160-1405 Numero di letti Hotel 1-2-3-4- stelle- con lavanderia 830-1075-1325-1570 Numero di letti Altre attività ricettive Volumi richiesti da giustificare Attività ospedaliera senza pernottamento 120 Numero di letti Attività ospedaliera con pernottamento 665 Numero di letti Scuole 15 Numero di alunni Attività sportive 1200 Numero docce Uffici 15 Numero di addetti Grande distribuzione 10 Numero di presenze Negozi 15 Numero di addetti Catering: 2 pasti al giorno 255 Numero di ospiti per pasto Self service: 2pasti al giorno 95 Numero di ospiti per pasto Catering: 1 pasto al giorno 125 Numero di ospiti per pasto Self service: 1 pasto al giorno 45 Numero di ospiti per pasto

5.3 Fabbisogni di energia per altri usi Nel prospetto 15 si specificano fabbisogni standard di energia per usi di cottura al solo fine di poter depurare i consumi effettivi rilevati da quelli non attinenti ai due usi contemplati dalla presente specifica e cioè riscaldamento e preparazione acqua calda sanitaria. Nel caso di utilizzo di combustibili fossili il consumo di combustibile si ottiene dividendo il valore della tabella per il potere calorifico inferiore del combustibile. Nel caso di energia elettrica il fabbisogno di energia primaria si ottiene moltiplicando i valori del prospetto per il fattore di conversione dell’energia elettrica in energia primaria. Prospetto 15 - Fabbisogni standard di energia per usi di cottura

Superficie dell’abitazione Fabbisogno specifico [kWh/ G]

Fino a 50 m2 4 Oltre 50 e fino a 120 m2 5

Oltre 120 m2 6 CRITERI, METODI E FINALITA’ DI CALCOLO Ai fini del calcolo dei rendimenti o delle perdite, gli impianti si considerano suddivisi in sottosistemi e la determinazione del rendimento medio stagionale di un impianto di riscaldamento e del fabbisogno di energia primaria deve essere effettuata in base ai rendimenti (o alle perdite) dei sottosistemi che lo compongono. La


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presente specifica non prevede tabelle che forniscano il rendimento medio stagionale dell’intero sistema in base a dati caratteristici del sistema stesso

Per ciascun sottosistema, identificato con il pedice x, si deve determinare: - il fabbisogno di energia richiesto in ingresso del sottosistema Qin,x - l’energia ausiliaria totale richiesta Wx - le perdite Ql,x - le perdite recuperate Qrl,x sulla base di: - energia utile da fornire in uscita Qout,x - caratteristiche del sottosistema e condizioni di funzionamento dell’impianto. Per ogni sottosistema vale il seguente bilancio termico:

Qin,x = Qout,x + (Ql,x - Qrl,x) - Wrh,x [Wh] (4)

Il termine (Ql,x - Qrl,x) è il valore delle perdite al netto delle perdite recuperate - Wrh,x energia ausiliaria recuperata In questo bilancio termico non si devono impiegare fattori di conversione in energia primaria. Ai fini della determinazione dei rendimenti (o delle perdite) dei sottosistemi, sono previsti i seguenti metodi:

• Determinazione sulla base di tabelle contenenti dati pre-calcolati in funzione della tipologia del sottosistema e di uno o più parametri caratteristici

• Determinazione mediante procedure di calcolo semplificate • Calcolo mediante metodi descritti nella presente specifica

L’adozione del metodo dipende dal tipo di valutazione energetica previsto come indicato nel prospetto 16. Il metodo da adottare dipende anche dalle caratteristiche del sottosistema. Ad esempio, per i sottosistemi di emissione, nel caso di locali di altezza non superiore a 4 m, è prescritto l’utilizzo dei dati ricavati dal prospetto, mentre per locali di altezza maggiore di 4 m si prescrive il ricorso al calcolo, quando non siano verificate le condizioni al contorno del prospetto. Prospetto 16 – Valori e metodi da adottare per i diversi tipi di valutazioni energetiche

Tipo di valutazione A Valutazioni di calcolo

Sottosistema

A1 e A2 A3 B Valutazione di esercizio

H < 4 m

H > 4 m

H < 4 m

H > 4 m

H < 4 m

H > 4 m

Emissione

Valori da prospetto 18

Valori da prospetto 19 ove siano

verificate le condizioni al contorno. Negli altri

casi : calcolo

Valori

da prospetto 18

Calcolo e misure

in campo

Valori

da prospetto 18


ove siano verificate le condizioni al

contorno. Negli altri casi : calcolo

Regolazione


Valori da prospetto 21 Salvo che per regolazione solo

climatica

Distribuzione

Metodo semplificato o analitico Metodo semplificato o analitico, salvo casi particolari in cui sia necessario ricorrere ai

valori dei prospetti 22

Metodo semplificato o analitico

Generazione Valori dei prospetti 24

Quando siano rispettate le condizioni al contorno. Negli altri casi, calcolo con i metodi 1

o 2

Valori dei prospetti 24 Quando siano rispettate le condizioni al contorno. Negli altri casi, calcolo con i

metodi 1 o 2

Calcolo con i metodi 1 o 2


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Il calcolo del fabbisogno di energia primaria si effettua partendo dal fabbisogno di energia termica utile dell’edificio, sommando progressivamente le perdite dei vari sottosistemi al netto dei recuperi sino a giungere al fabbisogno del sottosistema di generazione. Nella presente specifica si riportano prospetti per calcolare il fabbisogno di energia primaria tenendo conto delle perdite dei singoli sottosistemi. Per ciascun sottosistema si indica anche il relativo rendimento, come richiesto da adempimenti legislativi. I sistemi di riscaldamento e i sistemi di produzione acqua calda per usi igienico – sanitari possono essere alimentati con

- energia primaria da combustibili fossili - energie alternative o rinnovabili - da un mix di energia primaria e di energie rinnovabili

Nei tre casi la procedura di calcolo è identica sino al punto di immissione dell’energia termica utile nel sottosistema di distribuzione. Occorre poi ripartire il fabbisogno di energia utile tra i sottosistemi di generazione disponibili. Ai fini del calcolo, gli impianti si considerano suddivisi nei seguenti sottosistemi:

Impianti di riscaldamento - sottosistema di emissione - sottosistema di regolazione dell’emissione di calore in ambiente - sottosistema di distribuzione - sottosistema di generazione

Impianti di acqua calda sanitaria - sottosistema di erogazione - sottosistema di distribuzione - eventuale sottosistema di accumulo - sottosistema di generazione 6.1 Espressione del fabbisogno di energia primaria Alla fine del calcolo, i fabbisogni di energia degli impianti, sotto forma di diversi vettori energetici, vengono convertiti in fabbisogno complessivo di energia primaria. In un determinato intervallo di calcolo, il fabbisogno globale di energia primaria è dato da:

Qp = ΣQh,i · f p,i + Wh · fp,el + ΣQw,j · fp,i + Ww · fp,el [kWh] (5)

dove: Qh,i fabbisogno di energia dell’impianto di riscaldamento, per ciascun vettore energetico i; fp,i fattore di conversione in energia primaria del vettore energetico i; Wh fabbisogno di energia ausiliaria degli impianti di riscaldamento; fp,el fattore di conversione in energia primaria dell’energia ausiliaria elettrica i; Qw,j fabbisogno di energia degli impianti di produzione di acqua calda sanitaria, per ciascun vettore

energetico j; Ww fabbisogno di energia ausiliaria degli impianti di produzione di acqua calda sanitaria Nel caso di impianti solo di riscaldamento o di sola acqua calda sanitaria si considerano solo i termini relativi al sistema considerato.


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6.2 Periodo ed intervalli di calcolo relativi al sistema di riscaldamento Per valutazioni di progetto e standard (A1 e A2) il periodo di calcolo deve essere la durata massima consentita del riscaldamento in funzione della zona climatica. Il calcolo deve essere eseguito suddividendo il periodo totale in intervalli elementari di durata massima mensile. Si determinano i valori per ogni intervallo e si sommano i fabbisogni risultanti negli intervalli elementari costituenti il periodo di calcolo. Per valutazioni in condizioni effettive di utilizzo (A3) o di esercizio (B) periodo di riferimento può essere la durata effettiva del riscaldamento (ad esempio determinato in base alla EN ISO 13790). 6.3 Perdite recuperabili e perdite non recuperabili Le perdite si suddividono in: - Perdite non recuperabili, ossia perdite che devono essere comunque considerate perse senza possibilità di

recupero - Perdite recuperabili, ossia perdite che, a seconda della situazione, possono essere perse oppure recuperate Si può tener conto delle perdite recuperate in due modi:

- riducendo le perdite del sottosistema deducendo dal totale la quota di perdite recuperate (vedi voci specifiche nel prospetto 17).

- riducendo il fabbisogno di energia termica utile di tutto il sistema con una quota pari alle perdite recuperate (vedi voce 1 del prospetto 17).

In questo ultimo caso si assume un fattore pari a 0,8 per passare dalle perdite recuperabili alle perdite recuperate e si ha quindi:

Ql,rh = 0,8 Ql,rr [Wh] (6)

Esempi : Le perdite termiche di una tubazione posta all’esterno del volume riscaldato sono completamente perse. Se, però, la tubazione si trova all’interno del volume riscaldato, parte delle perdite possono contribuire a soddisfare l fabbisogno di calore per riscaldamento. Tali perdite sono perciò considerate “recuperabili”. Tuttavia solo una parte delle perdite recuperabili sarà effettivamente recuperato. Ciò dipende dalla presenza o meno di un sistema di regolazione e dal rapporto guadagni/fabbisogni. le perdite di un accumulo di acqua calda sanitaria possono contribuire al soddisfacimento del fabbisogno di energia per riscaldamento. Di ciò non si tiene conto come riduzione delle perdite del bollitore (nel calcolo dell’impianto di produzione dell’acqua calda sanitaria) ma come quota aggiuntiva ai guadagni nel calcolo del fabbisogno di calore per riscaldamento. 6.4 Energia ausiliaria L’energia ausiliaria, normalmente sotto forma di energia elettrica, è utilizzata per l’azionamento di pompe, valvole, ventilatori e sistemi di regolazione e controllo. Parte dell’energia ausiliaria può essere recuperata come energia termica utile, apportando una corrispondente riduzione al fabbisogno di calore. Ad esempio, l’energia meccanica fornita all’asse di un circolatore, si trasforma in calore nel fluido termovettore riducendo il fabbisogno della distribuzione. 6.5 Rendimento medio stagionale Il rendimento medio stagionale può riguardare: - il solo impianto di riscaldamento - il solo impianto di acqua calda sanitaria - l’impianto di riscaldamento e acqua calda sanitaria


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6.5.1 Rendimento medio stagionale dell’impianto di riscaldamento Il rendimento medio stagionale ηgn,h dell’impianto di riscaldamento è dato da:

ηgn,h = Qh / Qp,h [-] (7)

dove: Qp,h fabbisogno di energia primaria per riscaldamento Qh fabbisogno di energia termica utile per riscaldamento 6.5.2 Rendimento medio stagionale dell’impianto di produzione acqua calda sanitaria Il rendimento globale medio stagionale dell’impianto di acqua calda sanitaria ηgn,w è dato da:

ηgn,w = Qgn,w / Qp,w [-] (8)

dove: Qp,w fabbisogno di energia primaria per acqua calda sanitaria Qhw fabbisogno di energia termica utile per acqua calda sanitaria 6.5.3 Rendimento globale medio stagionale Il rendimento globale medio stagionale globale (riscaldamento e produzione di acqua calda sanitaria) ηhw è dato da:

ηhw = ( Qh + Qw ) / Qp,h,w [-] (9)

dove: Qp,h,w fabbisogno complessivo di energia primaria per riscaldamento ed acqua calda sanitaria Qh fabbisogno di energia termica utile per riscaldamento Qw fabbisogno di energia termica utile per acqua calda sanitaria 6.6 Prospetto di calcolo per gli impianti di riscaldamento Il calcolo del fabbisogno di energia primaria può essere effettuato secondo il prospetto seguente.


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Prospetto 17 – Calcolo del fabbisogno di energia primaria per riscaldamento e dei rendimenti dell’impianto

Descrizione Simbolo Unità Energia Termica elettrica

Rendimenti

0. Fabbisogno ideale edificio Qh KWh 1. Perdite recuperate totali Qrh kWh - 0

2. Fabbisogno netto Q'h kWh =

2. Fabbisogno emissione OUT Q'h kWh 3. Perdite di emissione Ql,e kWh + 3a. Fabbisogno emissione IN Qin,e kWh =

_

1

3b. Fabbisogno di energia elettrica Qe,e kWh -

3a. Fabbisogno regolazione OUT Qin,,e kWh 4. Perdite di regolazione Ql,c kWh + 2

4a. Fabbisogno effettivo IN Qhr kWh =

_

4a. Fabbisogno distribuzione OUT Qhr kWh 5. Perdite di distribuzione Ql,d kWh +

_

5b. Energia elettrica pompe distribuzione Qpo,d kWh - 5b. Recupero da energia elettrica ηpo,d x 0,85 =

3

5a. Fabbisogno distribuzione IN 4a+5-5b Qin,d kWh = _

5a. Fabbisogno totale distribuzione IN Qin,d kWh - 6b. Energia elettrica pompa primaria Qpo,d kWh - 6b. Recupero da energia elettrica ηpo,d x 0,85 6a. Fabbisogno produzione OUT 5a-6b Qu kWh = 6. Perdite di generazione Ql,g kWh 7. Fabbisogno per la combustione 6a+6 Qc kWh =

_

4

6c. Energia elettrica del bruciatore Qbr kWh -

8. Totale energia elettrica richiesta dal Qe kWh = 8a. Rendimento del servizio elet. Naz. ηsen - X 8b. Equivalente energia primaria Qp,el kWh = 7. Energia primaria per la combustione Qc kWh

5

9. Totale energia primaria 8b + 7 Qp,h kWh =

_

6.7 Rendimenti dei sottosistemi degli impianti di riscaldamento Nei prospetti le prestazioni dei sottosistemi sono espresse in termini di rendimento e per ciascun sottosistema viene indicato come ottenere le corrispondenti perdite.


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6.7.1 Emissione 6.7.1.1 Locali di altezza minore di 4 m Nel caso di locali di altezza minore di 4 m, i valori del rendimento di emissione per varie tipologie di unità terminali sono riportati nel prospetto 18. Il carico termico medio annuo, espresso in W/m3 è ottenuto dividendo il fabbisogno annuo di energia termica utile espresso in Wh, calcolato secondo la norma UNI EN ISO 13790, per il tempo convenzionale di esercizio dei terminali di emissione, espresso in ore, e per il volume lordo riscaldato del locale o della zona espresso in m3. Prospetto 18 – Rendimenti di emissione in locali di altezza minore di 4 m

Carico termico medio annuo W/m3 (*) <4 4-10 >10

Tipo di terminale di erogazione

ηe

Radiatori su parete esterna isolata (*) 0,97 0,96 0,93 Radiatori su parete interna 0,96 0,95 0,92 Ventilconvettori (**) valori riferititi a tmedia acqua = 45°C 0,96 0,95 0,94 Termoconvettori 0,94 0,93 0,92 Bocchette in sistemi ad aria calda (°) 0,94 0,92 0,90 Pannelli isolato annegato a pavimento 0,99 0,98 0,97 Pannelli annegati a pavimento 0,98 0,96 0,94 Pannelli annegati a soffitto 0,97 0,95 0,93 Pannelli a parete 0,97 0,95 0,93 * Per parete riflettente, si incrementa il rendimento di 0,01 ** I consumi elettrici non sono considerati e devono essere calcolati separatamente ° Per quanto riguarda i sistemi di riscaldamento ad aria calda i valori si riferiscono a impianti con: - griglie di ripresa dell’aria posizionate ad un’altezza non superiore a 2,00 m rispetto al livello del pavimento - bocchette o diffusori correttamente dimensionati in relazione alla portata e alle caratteristiche del locale - corrette condizioni di funzionamento (generatore di taglia adeguata, corretto dimensionamento della portata di aspirazione - buona tenuta all’aria dell’involucro e della copertura 6.7.1.2 Locali di altezza maggiore di 4 m Per ambienti riscaldati di altezza maggiore di 4 m, i rendimenti di emissione dipendono non solo dal carico termico medio annuale, ma sono fortemente influenzati dalla tipologia e dalle caratteristiche dei componenti, dalle modalità di installazione e dalle caratteristiche stesse dell’edificio. Il prospetto 19 fornisce valori del rendimento di emissione per le tipologie di terminali di erogazione utilizzati nei locali di altezza maggiore di 4 m. I valori del prospetto 19 si riferiscono a installazione a perfetta regola d'arte. Qualora sussistano dubbi al riguardo, si deve ricorrere ai metodi forniti dalla normativa tecnica (ad esempio prEN 15316-2-1), con o senza contestuali misure in campo. A titolo indicativo si riportano nel prospetto 20 condizioni di corretta installazione.


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Prospetto 19 – Rendimenti di emissione in locali di altezza maggiore di 4 m

Carico termico (W/m3) <4 4 - 10 >10

Altezza del locale Descrizione

6 10 14 6 10 14 6 10 14 Generatore d'aria calda singolo a basamento (non canalizzato) 0,97 0,96 0,95 0,95 0,94 0,93 0,93 0,92 0,91

Generatore d'aria calda canalizzato 0,97 0,96 0,95 0,95 0,94 0,93 0,93 0,92 0,91 Generatore d'aria calda singolo pensile 0,96 0,95 0,94 0,94 0,93 0,92 0,92 0,91 0,90

Aerotermi ad acqua pensili 0,96 0,95 0,94 0,94 0,93 0,92 0,92 0,91 0,90 Aerotermi ad acqua a parete 0,96 0,95 0,94 0,94 0,93 0,92 0,92 0,91 0,90 Generatore d'aria calda singolo pensile a condensazione 0,96 0,95 0,94 0,94 0,93 0,92 0,92 0,91 0,90

Strisce radianti ad acqua o vapore 0,99 0,98 0,97 0,97 0,97 0,96 0,96 0,96 0,95 Strisce radianti a fuoco diretto 0,99 0,98 0,97 0,97 0,97 0,96 0,96 0,96 0,95 Riscaldatori ad infrarossi 0,98 0,97 0,96 0,96 0,96 0,95 0,95 0,95 0,94 Pannelli a pavimento annegati * 0,98 0,97 0,96 0,96 0,96 0,95 0,95 0,95 0,95 Pannelli a pavimento (isolati) 0,99 0,98 0,97 0,97 0,97 0,96 0,96 0,96 0,95

* I dati forniti non tengono conto delle perdite di calore non recuperate dal pavimento verso il terreno; queste perdite vanno calcolate separatamente ed utilizzate per adeguare il valore del rendimento.

Prospetto 20 – Condizioni di corretta installazione (emissione in locali di altezza maggiore di 4 m) In mancanza delle condizioni sotto elencate il rendimento di emissione deve essere calcolato. La presenza di destratificatori, utili nel caso di carichi termici elevati ed ambienti alti, può migliorare i rendimenti di alcuni punti.

Tipologia di sistema Condizioni di corretta installazione aria calda -corrette condizioni di funzionamento (generatore di potenza adeguata, corretto

dimensionamento della portata di aspirazione) -regolazione modulante con ventilatore funzionante in modo continuo; -bocchette di ripresa dell’aria in posizione non superiore a 2 metri rispetto al livello del pavimento

-buona tenuta all’aria dell’involucro e della copertura (in particolare) dello spazio riscaldato; è opportuna una prova di tenuta

strisce radianti - apparecchi rispondenti alla norma UNI EN 14037 -buona tenuta all’aria dell’involucro e della copertura (in particolare) dello spazio Riscaldato

pannelli radianti -sistemi installati secondo norma UNI EN 1264 (*) Nota: Ai fini della determinazione in campo del rendimento di emissione in locali di altezza superiore a 4 m, si può procedere come segue: - dividere lo spazio riscaldato in strisce orizzontali di medesima altezza - misurare la temperatura dell’aria ambiente al centro di ogni striscia - utilizzare la procedura riportata nella norma UNI EN 13790 per il calcolo dell’energia dispersa da ogni singola striscia alla

temperatura reale rilevata e sommare i contributi delle singole strisce per ottenere la perdita totale Qha dello spazio riscaldato nelle condizioni reali.

Utilizzando la medesima procedura di cui al punto precedente calcolare l’energia dispersa Qht dello spazio riscaldato ad una temperatura uniforme di 20°C il rapporto Qht/ Qha fornisce il valore del rendimento di emissione per quella particolare condizione


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Quando l’impianto preveda zone con terminali diversi, per ciascun gruppo omogeneo di unità terminali con rispettivi sistemi di regolazione ambiente, vale:

jcje

jhvsjhr

QQ

,,

,, ηη ⋅

= [Wh] (10)

ovvero

jcljeljhvsjhr QQQQ ,,,,,, ++= [Wh] (11)

L’ottimizzazione del rendimento di emissione negli impianti di riscaldamento ad acqua calda è determinata, oltre che dalla scelta, dal posizionamento e più in generale dalla installazione delle unità terminali e dalla temperatura media di esercizio. Le norme armonizzate UNI EN 442-1-2-3 riguardanti i radiatori e termoconvettori, le norme armonizzate UNI EN 14037-1-2-3 riguardante le strisce radianti prefabbricate montate a soffitto e le norme UNI EN 1264-1-2-3-4 riguardanti i sistemi ed i componenti di riscaldamento a pavimento, forniscono tutte le indicazioni necessarie per la determinazione della potenza termica nominale e della potenza termica nelle diverse condizioni di impiego (curva caratteristica). Una valutazione cautelativa dei carichi termici di progetto determina un sovradimensionamento del sottosistema di emissione. In questi casi, in base alla curva di emissione, si può definire in sede di esercizio una temperatura media dell’acqua minore di quella di progetto. Sussistono, tuttavia, in molti impianti disomogeneità, dovute a squilibri nel dimensionamento delle unità terminali nei vari ambienti, dovuti anche ad una non corretta valutazione degli apporti di calore esterni ed interni. Tali squilibri possono essere corretti con opportune integrazioni e con l’adozione di dispositivi di regolazione ambiente o di zona. Nel caso di sistemi ad aria calda le bocchette di immissione si considerano unità terminali prive di fabbisogni elettrici. Tali fabbisogni vengono considerati nel sottosistema distribuzione e/o nel sottosistema produzione, a seconda della configurazione del sistema Le perdite di emissione si calcolano in base ai valori di rendimento delle tabelle con la formula:

e

ehel QQ

ηη−

⋅=1

, [Wh] (12)

6.7.2 Regolazione I rendimenti di regolazione per varie tipologie di regolatori associati a diverse tipologie di terminali di erogazione sono riportati nel prospetto 21. La sola regolazione centrale, ad esempio con compensazione climatica, non è sufficiente per garantire un elevato rendimento di regolazione, in quanto non consente un soddisfacente recupero degli apporti gratuiti. Il modello del prospetto è basato su una quota fissa di riferimento di perdita degli apporti gratuiti, che presuppone una regolazione in funzione del locale più sfavorito. Tuttavia, si deve considerare che, mediante frequenti interventi nell’esercizio dell’impianto è possibile migliorare il rendimento risultante dalla tabella, mediando tra locali più favoriti e locali più sfavoriti. Di ciò si può tener conto nelle valutazioni in condizioni effettive di utilizzo (A3) I fabbisogni di energia primaria calcolati con il valore della tabella possono quindi risultare maggiori dei consumi effettivi conseguenti ad un innalzamento del rendimento di regolazione. - Per valutazioni di progetto (A1) e standard (A2) si deve assumere il valore di rendimento derivante dalla tabella. - Per valutazioni in condizioni effettive di utilizzo (A3) si possono assumere valori con coefficienti di recupero diversi, che tengano conto delle effettive condizioni di esercizio.


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Prospetto 21 - Rendimenti di regolazione Sistemi a bassa inerzia termica Sistemi ad elevata inerzia termica

Tipo di regolazione Caratteristiche Radiatori, convettori,

ventilconvettori, strisce radianti ed

aria calda (*)

Pannelli integrati nelle strutture

edilizie e disaccoppiati termicamente

Pannelli annegati nelle strutture edilizie e non disaccoppiati termicamente

Solo Climatica K – 0,6ηuγ K = 1 K=0,98 K=0,94 0n off 0,94 0,92 0,88 P 1 K 0,98 0,96 0,92

Solo ambiente

P 2 k 0,96 0,94 0,90 0n off 0,97 0,95 0,93 P 1 K 0,99 0,98 0,96

Ambiente + climatica

P 2 k 0,98 0,97 0,95 0n off 0,93 0,91 0,87 P 1 K 0,97 0,96 0,92

Solo zona

P 2 k 0,95 0,93 0,89 0n off 0,96 0,94 0,92 P 1 K 0,98 0,97 0,95

Zona + climatica

P 2 k 0,97 0,96 0,94 Le perdite del sottosistema di regolazione si calcolano con la formula:

( )c

celhcl QQQ

ηη−

⋅+=1

,, [Wh] (13)

6.7.3 Distribuzione La determinazione delle perdite di distribuzione può essere effettuata: - Mediante il ricorso a dati pre-calcolati ricavati da tabelle in base alle principali caratteristiche del

sottosistema (prospetti 22) - Mediante il metodo semplificato descritto nell’appendice A - Mediante metodi analitici descritti nella normativa tecnica Nel caso di valutazioni energetiche di progetto deve essere effettuato il calcolo delle perdite di distribuzione con i metodi (2) o (3). Solo quando, nel caso di edifici esistenti, non possano essere resi disponibili in alcun modo dati costruttivi della rete di distribuzione, si possono utilizzare i rendimenti dei prospetti 22. In questo caso tutte le perdite recuperabili si devono considerare non recuperate, ossia la quota di recupero viene posta uguale a zero. Nel caso di impianti con fluido termovettore aria calda, il calcolo delle perdite deve essere effettuato in ogni caso utilizzando metodi di calcolo analitici. Le perdite di distribuzione si calcolano con la formula seguente:

d

dhrdnr QQ

ηη−

⋅=1 [Wh] (14)


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Prospetto 22/1 – Rendimento di distribuzione


IMPIANTI CENTRALIZZATI A DISTRIBUZIONE ORIZZONTALE Isolamento distribuzione Altezza

edificio Legge 10/91 Discreto Medio Insufficiente

Fino a 3 piani 0,980 0,969 0,958 0,947

Oltre 3 piani 0,990 0,980 0,969 0,958


IMPIANTI CENTRALIZZATI CON MONTANTI DI DISTRIBUZIONE Tipo di distribuzione Altezza

edificio Isolamento distribuzione nel cantinato

secondo legge 10/91

Montanti in traccia nei paramenti interni. Isolamento secondo legge 10/91

1 piano

2 piani

3 piani

4 piani

5 piani e più

0,936

0,947

0,958

0,969

0,98

IMPIANTI AUTONOMI Isolamento distribuzione

Legge 10/91 Discreto Medio Insufficiente

0,990 0,980 0,969 0,958


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IMPIANTI CENTRALIZZATI CON MONTANTI DI DISTRIBUZIONE Isolamento distribuzione nel cantinato Tipo di distribuzione Altezza


Montanti in traccia nei paramenti interni o nell'intercapedine - Isolamento leggero

1 piano

2 piani

3 piani

4 piani

5 piani e più

0,908

0,925

0,939

0,949

0,955

0,880

0,913

0,927

0,938

0,943

0,868

0,901

0,917

0,927

0,934

0,856

0,889

0,904

0,915

0,922


IMPIANTI CENTRALIZZATI CON MONTANTI DI DISTRIBUZIONE Isolamento distribuzione nel cantinato Tipo di distribuzione Altezza


Montanti correnti nell'intercapedine. Senza isolamento

1 piano

2 piani

3 piani

4 piani

5 piani e più

0,901

0,913

0,925

0,936

0,947

0,876

0,925

0,936

0,936

0,947

0,851

0,901

0,913

0,913

0,925

0,824

0,876

0,889

0,901

0,913

I valori dei prospetti si riferiscono alla distribuzione con temperatura variabile, con temperature di andata e ritorno di progetto di 80/60 °C. Per temperature di progetto differenti applicare i coefficienti di correzione dei rendimenti del prospetto seguente.


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Prospetto 22/6 – Fattori di correzione Temperature di andata e

ritorno di progetto Coefficiente di correzione Tipologia dell’impianto

70 / 55 1 – (1- η)*0.85 Impianto a radiatori a temperatura variabile 55 / 45 1 – (1- η)*0.60 Impianto a ventilconvettori 30 / 35 1 – (1- η)*0.25 Impianto a pannelli

6.7.4 Generazione Il sottosistema di generazione può essere destinato a fornire calore anche a utenze diverse dal riscaldamento, e, in particolare, per la produzione di acqua calda per usi igienico sanitari. In tal caso, detto Qp,h il fabbisogno per il riscaldamento calcolato al punto precedente, l’energia termica totale che deve essere fornita dal sottosistema di generazione è : wphpp QQQ ,, += [Wh] (15) dove: Qp,h è il fabbisogno per riscaldamento Qp,w è il fabbisogno per la produzione di acqua calda sanitaria Le perdite di generazione dipendono non solo dalle caratteristiche del generatore di calore, ma sono fortemente influenzate anche dalle modalità di inserimento del generatore nell’impianto e, in particolare, dal suo dimensionamento rispetto al fabbisogno dell’edificio, dalle modalità di installazione e dalla temperatura dell'acqua (media e/o di ritorno al generatore) nelle condizioni di esercizio (medie mensili). Il rendimento medio stagionale di produzione differisce quindi dai rendimenti a pieno carico ed a carico parziale ottenuti con prove di laboratorio secondo la normativa tecnica vigente. La presente specifica prevede la determinazione del rendimento di generazione : - Mediante prospetti contenenti valori precalcolati per le tipologie più comuni di generatori di calore in base al

dimensionamento e alle condizioni d’installazione - Mediante metodi di calcolo I valori precalcolati dei prospetti di cui al punto (1) evidenziano le forti variazioni di rendimento determinate dal dimensionamento del generatore e dalle condizioni d’installazione e di esercizio. Una valutazione corretta del rendimento di generazione può essere effettuata solo mediante il calcolo, tenendo conto di tutti i fattori che lo determinano. Nell’appendice B sono riportati i due metodi utilizzabili per il calcolo delle perdite di generazione: - Metodo di calcolo basato sui rendimenti dichiarati ai sensi della direttiva 92/42/CE, con opportune

correzioni in razione alle condizioni di funzionamento; - Metodo di calcolo analitico I valori dei prospetti 24/1-4 sono stati calcolati con il metodo analitico, assumendo valori medi dei parametri d’ingresso, per quanto attiene, sia la potenza termica nominale e le caratteristiche dei generatori, sia le condizioni d’installazione. I dati dei prospetti possono, quindi, risultare in molti casi penalizzanti. Oltre che per ottenere dati più conformi alle specifiche condizioni, la valutazione mediante i metodi di calcolo descritti nella presente specifica è raccomandata nel caso di: - generatori di vecchia costruzione e comunque anteriori al DPR 660/96 - particolari generatori di recente produzione In caso di valutazioni di progetto (A1) e standard (A2), si possono utilizzare i valori dei prospetti 24 solo quando la tipologia del generatore e le condizioni al contorno corrispondano a quelle dei prospetti. In caso diverso si deve ricorrere al calcolo mediante i metodi specificati. Per valutazioni in condizioni effettive di utilizzo (A3) si deve effettuare in ogni caso il calcolo. Nella relazione di calcolo deve essere indicato il metodo utilizzato.


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6.7.4.1 Rendimenti di generazione precalcolati La lettura dei prospetti seguenti deve essere fatta tenendo conto dei fattori di correzione elencati nella legenda. Come già precisato, qualora non si identifichi la tipologia del generatore tra quelle dei prospetti o quando le condizioni al contorno non siano comprese tra quelle indicate, si deve ricorrere al calcolo. Legenda dei fattori di correzione F1 rapporto fra la potenza del generatore installato e la potenza di progetto richiesta.

Per generatori modulanti, F1 si determina con riferimento alla potenza minima regolata. F2 installazione all’esterno F3 camino di altezza maggiore di 10 m F4 temperatura media di caldaia maggiore di 65 °C in condizioni di progetto. F5 generatore monostadio F6 camino di altezza maggiore di 10 m in assenza di chiusura dell’aria comburente all’arresto (non applicabile ai premiscelati) F7 temperatura di ritorno in caldaia nel mese più freddo Prospetto 24/1 - Generatori di calore atmosferici tipo B classificati **

F1 Valore di base 1 2 4

F2 F3 F4

90 0 -2 -6 -9 -2 -2 valore di base riferito a: caldaia a due stelle, sovradimensionamento 1 riferito al minimo di modulazione, installazione all’interno, camino alto meno di 10 m, temperatura di mandata in condizioni di progetto < 65 °C Prospetto 24/2 - Generatori di calore a camera stagna tipo C per impianti autonomi classificati ***

F1 Valore di base 1 2 4

F2 F4

93 0 -2 -5 -4 -1 valore di base riferito a: caldaia a tre stelle, sovradimensionamento 1 riferito al minimo di modulazione, installazione all’interno, camino alto meno di 10 m, temperatura di mandata in condizioni di progetto < 65 °C Prospetto 24/3 - Generatori di calore a gas o gasolio, bruciatore ad aria soffiata o premiscelati, modulanti, classificati **

F1 Valore di base 1 1,25 1,5

F2 F4 F5 F6

90 0 -1 -2 -1 -1 -1 -2 valore di base riferito a: caldaia a due stelle, sovradimensionamento 1 riferito alla potenza nominale, installazione in centrale termica, chiusura aria comburente all’arresto (o bruciatore a premiscelazione totale), temperatura di mandata in condizioni di progetto < 65 °C Prospetto 24/4 - Generatori di calore a gas a condensazione ****

F1 F7 ΔT fumi – acqua

ritorno a Pn

Valore di base 1 1,25 1,5

F2 F5 40 50 60 >60

<12 °C 104 0 0 0 -1 -3 0 -4 -6 -7 12…24 °C 101 0 0 0 -1 -3 0 -2 -3 -4

> 24 °C 99 0 0 0 -1 -2 0 -1 -2 -3 valori di base riferito a: caldaia a quattro stelle, regolazione modulante su aria e gas, sovradimensionamento 1 riferito alla potenza nominale, installazione in centrale termica, chiusura aria comburente all’arresto (o bruciatore a premiscelazione totale), ΔT finale acqua ritorno/fumi per classi <12 – 12…24 – oltre 24 °C a potenza nominale.


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6.7.5 Rendimento di un sottosistema Quando, come ad esempio per ristrutturazioni parziali dell'impianto termico, risulti necessario valutare i rendimenti di un sottosistema si procede come di seguito descritto. Il rendimento globale medio stagionale globale di un sottosistema ηX,y è dato da:

auxy,X,elP,iny,X,zP,

outy,X,yX, WfQf

Qη

⋅+⋅= [-] (15a)

dove: QX,y,out energia termica utile fornita in uscita dal sottosistema y per il servizio X (ad esempio, per il

sottosistema di generazione del riscaldamento Qh,gen,out) QX,y,in energia termica utile richiesta in ingresso dal sottosistema (nullo nel caso di un sottosistema di

generazione) QX,y,in energia immessa dal vettore energetico z (generazione) fP,z fattore di conversione in energia primaria del vettore energetico z

fP,el fattore di conversione in energia primaria dell'energia ausiliaria elettrica 6.8 Fabbisogni di energia elettrica dei sottosistemi degli impianti di riscaldamento Ai fini della presente specifica il fabbisogni elettrica di un impianto di riscaldamento è espresso da :

Qel,aux = Qel,e + Qel,d + Qel,gn [kWh /periodo considerato] ( 16 ) (*) Qel,aux fabbisogno totale di energia elettrica degli ausiliari Qel,e fabbisogno totale di energia elettrica degli ausiliari del sottosistema di emissione Qel,d fabbisogno totale di energia elettrica degli ausiliari del sottosistema di distribuzione Qel,gn fabbisogno totale di energia elettrica degli ausiliari del sottosistema di produzione Il fabbisogno viene espresso in kWh per stagione di riscaldamento (per mese, per anno) per un determinato edificio. Il fabbisogno viene espresso come :

• Energia elettrica • Corrispondente energia primaria determinata con un fattore di conversione

Il fattore di conversione è stabilito in base all’equivalenza 1 kWh elettrico = 10 MJ di energia primaria, corrispondenti ad un fattore di conversione fel,conv = 2,77 (rendimento medio del sistema elettrico nazionale pari a 0,36). Il fabbisogno di energia elettrica degli ausiliari può essere determinato:

• (i) in sede di progettazione dell’impianto • (ii) con misure sull’impianto • (iii) con metodi di calcolo basati su parametri di riferimento

Nel caso (i) il fabbisogno Qel,aux viene calcolato in base ai dati di progetto dell’impianto, ai dati dei componenti e alle modalità di regolazione, gestione ed esercizio previste. Sull’impianto, una volta effettuate le necessarie tarature e regolazioni, si raccomanda di effettuare, in sede di collaudo misure di potenza elettrica dei singoli componenti per ottenere dati di verifica del fabbisogno calcolato in sede di progettazione (ii). Su impianti esistenti, o, comunque per valutazioni di carattere generale o statistiche, è possibile ricorrere a misure sull’impianto (ii) oppure a procedure di calcolo basate su una serie di dati caratteristici dell’edificio e


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dell’impianto (iii). I valori ottenuti con tali procedure si devono considerare, anche se rappresentativi di situazioni reali, dati convenzionali unificati, sulla base dei quali è possibile assegnare valori di consumo elettrico e di energia primaria agli edifici e confrontare le prestazioni di edifici diversi. 6.8.1 Emissione I fabbisogni elettrici dei terminali di erogazione del calore sono riportati nel prospetto 25, in funzione della diversa tipologia. Prospetto 25 – Fabbisogni elettrici dei terminali di erogazione del calore

Categoria di terminali Tipologie Fabbisogni elettrici unitari Terminali privi di ventilatore con emissione del calore per convezione naturale ed irraggiamento

Radiatori, convettori, strisce radianti, pannelli isolati dalle strutture ed annegati nelle strutture

Nulli

Terminali di erogazione per immissione di aria calda

Bocchette e diffusori in genere Si considerano compresi nella distribuzione dell’aria

Portata d’aria dei ventiloconvettori

Potenza elettrica W

Fino a 200 m3/h 40

Da 200 a 400 m3/h 50

Terminali di erogazione ad acqua con ventilatore a bordo (emissione prevalente per convezione forzata)

Ventilconvettori, convettori ventilati, apparecchi in genere con ventilatore ausiliario. Le potenze elettriche sono dichiarate dai fabbricanti. Per i ventiloconvettori si riporta a fianco una tabella di default. Da 400 a 600 m3/h 60

Tutti i consumi elettrici si considerano recuperati come energia termica utile in ambiente (contributo già incluso nelle tabelle del rendimento di emissione) Nel caso di terminali con ventilatore, il fabbisogno di energia elettrica nel periodo di tempo considerato si calcola come segue: - unità con il ventilatore sempre in funzione

Qel,e = tgn·Wv [Wh] (17) - unità con arresto del ventilatore al raggiungimento della temperatura prefissata

Qel,e = FCm· tgn· Wv [Wh] (18) dove - tgn è il tempo di convenzionale di attivazione dell’impianto - FC è il fattore di carico ottenuto dividendo fabbisogno effettivo di energia termica dell'edificio (al lordo di

perdite di emissione e regolazione) diviso per il prodotto della potenza termica utile installata per il tempo di attivazione

FC = Qd,out / Φun · tgn (19) Tutta l’energia elettrica si considera recuperata ed entra quindi come deduzione del fabbisogno termico dell’ambiente. 6.8.2 Regolazione Non si considerano fabbisogni elettrici 6.8.3 Distribuzione Il fabbisogno di energia elettrica per la distribuzione del fluido termovettore QPO,d con elettropompe è dato da:


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QPO,d = 10-3 ⋅ tPO ⋅ Fv ⋅ Fc ⋅ WPO,d [kWh/a] (20)

dove: WPO,d è la potenza elettrica della pompa nelle condizioni di progetto [W] tPO è il tempo convenzionale di attivazione della pompa e si assume pari a FC * tgn [h] Fv è un fattore che tiene conto della variazione di velocità della pompa (prospetto 26) Fc è un fattore che tiene conto della disattivazione della pompa (prospetto 27) Prospetto 26 - Fattore Fv Tipo di funzionamento Fattore Fv Pompa a velocità costante 1 Pompa a velocità variabile 0,6

Prospetto 27 - Fattore Fc Tipo di funzionamento Fattore Fc

Pompa sempre in moto durante il periodo di attivazione dell’impianto

1

Arresto della pompa durante il periodo di fermata del generatore di calore

0,55

Si deve distinguere tra: t h durata del periodo stagionale di riscaldamento [h/anno] t gn tempo di attivazione dell’impianto di riscaldamento [ h/mese oppure h/anno] t PO tempo di funzionamento della pompa [ h/mese oppure h/anno] Gli impianti devono essere dotati di dispositivi per inibire il funzionamento delle pompe di circolazione durante i periodi non attivazione degli impianti. Durante i periodi di fermata stagionale degli impianti il funzionamento delle pompe deve essere inibito. Sono presi in considerazione: - dispositivi atti ad attivare le pompe per un tempo Tx1 prima della partenza programmata del generatore di

calore e per un tempo Tx2 dopo la fermata programmata del generatore di calore. I tempi Tx1 e Tx2 sono compresi tra 30 e 60 minuti. L’arresto delle pompe dopo la fermata del generatore di calore può avvenire anche al raggiungimento di una temperatura minima del circuito prefissata

- dispositivi antigelo che consentano l’avvio del generatore di calore e delle pompe in caso di abbassamento della temperatura oltre limiti di sicurezza

Nel calcolo del fabbisogno di energia elettrica della distribuzione si ha, nel caso più generale: Qel = Qel,d,gn + Σ Qel,d,i [kWh/anno] (21)

dove: Qel è il fabbisogno globale di energia elettrica Qel,d,gn il fabbisogno della rete che comprende il generatore, o i generatori, di calore Σ Qel,d,i è la somma dei fabbisogni delle reti di distribuzione delle varie zone Negli impianti con unica rete di distribuzione il termine Σ Qel,d,i è uguale a zero e il fabbisogno è relativo alla unica rete che comprende generatore di calore ed apparecchi utilizzatori. Negli impianti, comprendenti più reti, ai fini del calcolo secondo la presente specifica, è necessario suddividere


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l’impianto nelle singole reti che lo compongono, qualora esse siano dotate di propria elettropompa di circolazione e calcolare il relativo fabbisogno di energia elettrica. Nel caso di impianti di nuova progettazione il calcolo dei fabbisogni elettrici si effettua in base ai dati di progetto ed alle caratteristiche della pompa dichiarate dal costruttore (abachi combinati, punto di lavoro ed assorbimento elettrico). Nel caso di impianti di nuova progettazione il calcolo del fabbisogno di energia elettrica per la distribuzione si effettua in base ai dati di progetto. Nel caso di impianti esistenti si devono reperire i dati di potenza elettrica delle pompe. Quando necessiti una esatta determinazione dei consumi elettrici della rete di distribuzione, con ristretti margini di errore, si deve ricorrere a misure in campo. Quando ciò non sia possibile si può ricorrere a stime basate sulle portate, prevalenze e rendimenti delle pompe. La potenza elettrica della pompa è data da:

WPO,d = Φidr / ηPO [kW] (22)

dove: WPO,d potenza elettrica assorbita dalla pompa [W] Φidr potenza idraulica richiesta calcolata [W] ηPO rendimento della pompa [-] La potenza idraulica Φidr è :

Φidr = (ρ⋅ V ⋅H ) / 367,2 [W] (23) dove: ρ massa volumica del fluido [ kg/dm3] V portata di acqua [l/h] H prevalenza richiesta [m] Per impianti ad acqua calda si considera:

Φidr = (V ⋅ H) / 367 [W] (24) Prospetto 28 - Modelli per il calcolo di valori default dei rendimenti degli elettrocircolatori

Servizio Potenza idraulica Rendimento della pompa Φidr < 50 W Φidr0,50 ⋅ 1/25,46

50 W >Φidr < 250 W Φidr0,26 ⋅ 1/10,52

Rete distribuzione riscaldamento 250 W >Φidr < 1000 W Φidr0,40 ⋅ 1/26,23

Per potenze idrauliche maggiori di 1000 W, si considera un rendimento pari a 0,60. 6.8.4 Generazione Le potenze elettriche dei generatori di calore in produzione sono dichiarate dai costruttori o, ai fini del calcolo del rendimento di generazione si devono calcolare con i dati di default indicati nei relativi metodi di calcolo. Per i generatori non più in produzione, per i quali non siano disponibili dati, si può ricorrere alla formula:

n

Pn87Pxaux, W0001

ΦccW ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⋅+= (25)


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dove ФPn potenza nominale

c7, c8, n parametri ricavati dal prospetto 28a

Prospetto 28a – Parametri per il calcolo dell'energia ausiliaria dei generatori di calore

Tipo di generatore Carico c7 W

c8 W n

Pn 40 2 1 Pint 40 1,8 1

Caldaie per riscaldamento centrale alimentata automaticamente a pellet1) P0 15 0 0

Pn 60 2,6 1 Pint 70 2,2 1

Caldaie per riscaldamento centrale alimentata automaticamente a truciolo di legno 1) P0 15 0 0

Pn 40 0,148 1 Pint 40 0,148 1 Caldaie a gas con bruciatore

atmosferico P0 15 0 0 Pn 0 45 0,48 Pint 0 15 0,48

Caldaie con bruciatore ad aria soffiata per combustibili liquidi e gassosi P0 15 0 0

Pn 0 45 0,48 Pint 0 15 0,48 Caldaie a condensazione a

combustibili liquidi o gassosi P0 15 0 0

1) Nel caso di combustione assistita da ventilatore, i valori di Pn and Pint devono essere aumentati del 40%.


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6.9 Prospetti di calcolo per i sistemi di produzione acqua calda sanitaria Si forniscono due prospetti per gli impianti di acqua calda sanitaria. Il primo prospetto riguarda gli impianti per sola produzione di acqua calda sanitaria con generatore di calore dedicato a tale servizio.

Descrizione Simbolo Unità Energia Termica Elettrica

Rendimenti

A

0.Fabbisogno calcolato Qhw kWh -

-

1. Fabbisogno erogazione OUT Q''hw kWh

2. Perdite di erogazione Ql,e,w kWh +

B 2a.Fabbisogno erogazione IN 1 + 2 Qin,e,w kWh =

-

2a. Fabbisogno erogazione IN Qhrw kWh -

3b.Energia elettrica pompe dist. Qpo,d,w kWh -

3b.Fattore di recupero energia elettrica ηpo,d - x 0,85

3. Perdite di distribuzione Ql,d,w kWh +

C

3b.Fabbisogno distribuzione IN 2a-3b+3 Qin,d,w kWh =

-

3b. Fabbisogno accumulo OUT Qout,s,w kWh

4b.Energia elettrica pompe accumulo Qpo,s,w kWh

4b.Fattore di recupero energia elettrica ηpo,s - x 0,85

4. Perdite di accumulo Ql,s,w kWh +

D

4a.Fabbisogno accumulo IN 3b-4b+4 Qin,s,w kWh =

4a.Fabbisogno accumulo IN Qin,s,w kWh -

5b. Energia elettrica pompa primaria Qpo,p,w kWh -

5b.Fattore di recupero energia elettrica ηpo,p -

5a.Fabbisogno produzione OUT Qpo,p,w kWh =

5. Perdite di produzione Ql,p,w kWh +

E

6.Fabb.energia per combustione 4a-5b+5 Qc,w kWh =

-

7.Totale energia elettrica 3b + 4b + 5b Qe,w kWh -

7a.Rendimento del servizio el. Naz. ηsen - X

7b. Equivalente energia primaria Qe,w kWh =

6. Fabbisogno per la combustione Qc,w kWh +

F

8. Totale energia primaria 7b + 8 Q kWh =


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Prospetto 29/1 - Calcolo per impianto per sola acqua calda sanitaria Il prospetto 29/2 riguarda l’impianto combinato riscaldamento ed acqua calda sanitaria. In questo caso si deve distinguere tra: - periodo di attivazione del riscaldamento - periodo di non attivazione del riscaldamento Nei periodi di attivazione del riscaldamento (i), il fabbisogno per acqua calda sanitaria si somma a quello del riscaldamento per lo stesso periodo e si prosegue il calcolo secondo lo schema per solo riscaldamento. Nel periodo di non attivazione del riscaldamento (ii) si effettua il calcolo per la sola produzione di acqua calda. Prospetto 29/2 - Calcolo per impianto combinato riscaldamento - acqua calda sanitaria

Descrizione Simbolo Unità Energia Termica Elettrica

Rendimenti

A

0. Fabbisogno calcolato Qhw kWh -

-

1. Fabbisogno erogazione OUT Q''hw kWh

2. Perdite di erogazione Ql,e,w kWh +

B

2a.Fabbisogno erogazione IN 1 + 2a Qin,e,w kWh =

-

2a. Fabbisogno distribuzione OUT Qhrw kWh

3b.Energia elettrica pompe dist. Qpo,d,w kWh -

3b.Fattore di recupero energia elettrica ηpo,d kWh x 0,85

3b. Recupero energia termica Qrh,d,w kWh -

3. Perdite di distribuzione Ql,d,w kWh +

C

3b.Fabbisogno distribuzione IN 2a-3b+3 Qin,d,w kWh =

-

3b. Fabbisogno accumulo OUT Qout,s,w kWh -

4b.Energia elettrica pompe accumulo Qpo,s,w kWh -

4b.Fattore di recupero energia elettrica ηpo,s x 0,85 =

4b.Recupero di energia termica Qrh,s,w kWh -

4. Perdite di accumulo Ql,s,w kWh +

D

4a.Fabbisogno accumulo IN 3b-4b+4 Qin,s,w kWh =


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6.10 Rendimenti dei sottosistemi degli impianti di acqua calda sanitaria Anche per i sottosistemi degli impianti di acqua calda sanitaria si forniscono i rendimenti dai quali possono essere ricavate le corrispondenti perdite. 6.10.1 Perdite di erogazione Si assume come valore di rendimento di erogazione ηw,er il valore 0,95. Le perdite di erogazione si considerano tutte non recuperabili. Non si considerano fabbisogni di energia elettrica. Le perdite di erogazione dell’acqua calda sanitaria Ql,W,er si calcolano con la formula:

er,w

er,ww,her,w,l

1QQ

ηη−

⋅= [kWh] (30)

6.10.2 Perdita delle tubazioni di distribuzione dell’acqua calda sanitaria In presenza di ricircolo, il calcolo delle perdite Ql,d,w si effettua in maniera dettagliata come descritto nell’appendice C alla presente specifica tecnica. In assenza di ricircolo, si possono utilizzare i coefficienti di perdita del prospetto della presente specifica tecnica. In questo caso risulta:

dwlew

whdwl f

QQ ,,

,

,,, ⋅=

η [kWh] (31)

dwldwrrdwrr QfQ ,,,,,, ⋅= [kWh] (32) Ai fini della presente specifica nel caso siano previste o installate pompe di ricircolo si considerano solo i fabbisogni elettrici e non il relativo recupero termico. Prospetto 30 - Perdite e recuperi della distribuzione

Tipologia del sistema Tipo di distribuzione Coefficiente di perdita fl,d,w

Coefficiente di recupero frr,w,d

1. Sistemi installati prima dell’entrata in vigore della legge 373/76

Senza tubazione di ricircolo 0,12 0,5

3. Sistemi installati dopo l’entrata in vigore della legge 373/76


5. Sistemi autonomi di produzione con generatore combinato o dedicato di portata termica minore di 35 kW


I coefficienti del prospetto consentono di determinare le perdite totali nel tempo in cui si ha circolazione di acqua calda in rete.

6.10.3 Perdite di accumulo L’impianto di acqua calda sanitaria può essere dotato di un serbatoio di accumulo. Il serbatoio può essere all’interno del generatore di calore oppure all’esterno. In questo secondo caso il serbatoio è collegato al generatore di calore mediante tubazioni e pompa di circolazione. Nel primo caso le perdite di accumulo sono comprese nelle perdite di produzione dell’apparecchio. Nel secondo caso si hanno: - perdite del serbatoio - perdite del circuito di collegamento generatore - serbatoio


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Le perdite di accumulo Ql,w,s si calcolano in base alla entità e alle caratteristiche della superficie disperdente dell’accumulatore e alla differenza tra la temperatura media della superficie e la temperatura media dell’ambiente nel quale l’accumulatore è installato.

( ) ssass

ss,w,l t

dSQ λ⋅⋅θ−θ⋅= [kWh] (33)

dove: Ss [m²] è la superficie esterna dell'accumulo ds [m] è lo spessore dello strato coibente λs [W/m·K] è la conduttività dello strato coibente ts [s] è la durata del periodo considerato θs [°C] è la temperatura media nell'accumulo θa [°C] è la temperatura ambiente del locale di installazione dell'accumulo In mancanza di dati più precisi, le perdite di accumulo possono essere calcolate con la seguente formula:

swlsswl ftQ ,,,, '⋅= [kWh] (34)

dove f’l,w,s si ricava dal prospetto : Prospetto 31 – Valori di f’l,w,s in funzione del volume dell’accumulo

Volume di accumulo f’l,w,s 10-50 litri 30 W 51-200 litri 60 W 201-1500 litri 120 W 1500-10000 litri 500 W Oltre 10000 litri 900 W

Nel caso in cui l’accumulatore sia installato in un ambiente riscaldato le perdite si considerano tutte recuperate durante il periodo di riscaldamento. Si considerano invece tutte non recuperabili durante il periodo nel quale il riscaldamento è inattivo (estivo). Le perdite di accumulo recuperabili e non recuperabili si considerano presenti in tutto il periodo di funzionamento prefissato del sistema. Il fattore di recupero bg,w dipende dall’ubicazione dell’accumulatore.

Qrec = Ql,w,s* (1-bg,w) dove: bg,w = 0 se in ambiente riscaldato bg,w = 1 se fuori di ambiente riscaldato Le perdite recuperate del sistema di accumulo vengono indicate col simbolo Qrr,w,s 6.10.4 Perdite del circuito primario Per le perdite del circuito di collegamento serbatoio – generatore di calore si considerano i seguenti casi: - Distanza tra serbatoio e generatore ≤ 5 m e tubazioni di collegamento isolate Le perdite per la distribuzione si considerano trascurabili. - Distanza tra serbatoio e generatore ≤ 5 m e tubazioni di collegamento non isolate Le perdite per la distribuzione devono essere calcolate secondo il metodo riportato nell’appendice C utilizzando appropriate temperature dell’acqua nel circuito primario - Distanza tra serbatoio e generatore > 5 m Utilizzare il metodo di calcolo dell’appendice A


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6.10.5 Perdite di generazione La produzione di acqua calda per usi igienico – sanitari può essere realizzata: (1) con impianto di produzione dedicato con proprio generatore di calore (2) con impianto misto riscaldamento/acqua calda sanitaria (3) con scaldacqua autonomi Nel caso di produzione acqua calda sanitaria separata dal riscaldamento si hanno quindi due casi: a) Impianto centralizzato di produzione di acqua calda sanitaria a servizio di più unità immobiliari di un edificio b) Impianto autonomo di produzione per singola unità immobiliare Nel caso di impianto misto si hanno altri due casi: c) Produzione combinata di energia termica per riscaldamento e di acqua calda per usi igienico – sanitari con

unico generatore che alimenta uno scambiatore con o senza accumulo per la produzione di acqua calda sanitaria

d) Produzione con generatore combinato riscaldamento /acqua calda sanitaria Nel caso a), il calcolo del rendimento di produzione si effettua come specificato al paragrafo relativo al rendimento di produzione per impianto di riscaldamento. Nel caso b) si considera il rendimento di produzione certificato del prodotto, ove disponibile, oppure i dati del prospetto 32 Nei casi c) e d) si calcola il rendimento di produzione suddividendo l’anno in due periodi: (i) periodo di riscaldamento nel quale i fabbisogni per acqua calda sanitaria si sommano ai fabbisogni di

riscaldamento (ii) periodo di sola produzione di acqua calda sanitaria nel quale il fattore di carico è determinato dai soli

fabbisogni per acqua calda sanitaria Nel caso di generatori combinati per riscaldamento e produzione acqua calda sanitaria per il periodo (ii) si possono utilizzare i dati certificati di prodotto, ove disponibili, oppure i dati del prospetto 32. Prospetto 32 – Rendimenti convenzionali degli scaldacqua con sorgente di interna di calore

Tipo di apparecchio Versione Rendimento * istantaneo

(%)

Rendimento Stagionale

(%) Tipo B con pilota permanente 75 45 Tipo B senza pilota 85 77

Generatore a gas di tipo istantaneo per sola produzione di acqua calda sanitaria Tipo C senza pilota 88 80

Tipo B con pilota permanente 75 40 Tipo B senza pilota 85 72

Generatore a gas ad accumulo per sola produzione di acqua calda sanitaria Tipo C senza pilota 88 75 Bollitore elettrico ad accumulo - 95 75 **

A camera aperta 84 70 Bollitori ad accumulo a fuoco diretto A condensazione 98 90

* I dati di rendimento istantaneo riportati in tabella possono essere utilizzati in mancanza di dati certificati forniti dal costruttore dell’apparecchio. In questo caso il rendimento medio stagionale, in assenza di un calcolo, si determina applicando una riduzione del 15% al valore di rendimento istantaneo. **Ai fini del calcolo dell’energia primaria, il fabbisogno di energia va considerato tra i fabbisogni elettrici, applicando il relativo fattore di conversione NOTA: I rendimenti forniti dal prospetto tengono già conto, per gli apparecchi ad accumulo, della perdita di accumulo, valutata pari a circa il 10%.


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6.11 Fabbisogno di energia primaria Nel periodo di calcolo prefissato il fabbisogno di energia primaria QP,W per la produzione di acqua calda sanitaria è dato da:

sen

elwwcwP

QQQ

η,

,, += [kWh] (35)

Nel caso di sistemi dedicati alla produzione di acqua calda sanitaria (oppure durante il funzionamento estivo di sistemi combinati) il rendimento di produzione è dato da:

w

wppw Q

Q ,, =η (36)

Nel caso di sistemi dedicati alla produzione di acqua calda sanitaria (oppure durante il funzionamento estivo di sistemi combinati) il rendimento globale del sistema acqua calda sanitaria è dato da:

w

whw Q

Q ,=η (37)

Nel caso di sistemi combinati il rendimento globale è dato da:

QQQ whh

tot,+

=η (38)

e l’energia primaria è data da:

swldwlewlwhswdwew

whwp QQQQ

QQ ,,,,,,,

,,,

,, +++=

⋅⋅=

ηηη [kWh] (39)

7. CONSUMI EFFETTIVI DI COMBUSTIBILE: METODI UNIFICATI DI RILIEVO E DETERMINAZIONE I consumi effettivi possono essere utilizzati come dato informativo di confronto per comparazioni con i fabbisogni calcolati. Condizione essenziale per il confronto è che i dati di consumo siano riferiti allo stesso periodo di tempo per il quale è stato effettuato il calcolo dei fabbisogni e che la conversione delle quantità di combustibile consumato espresse in volume o in peso siano correttamente effettuate con i valori standard specificati nella presente specifica. Ai fini dell’attribuzione dei consumi al sistema al quale si riferiscono, la presente specifica tra: (i) sistemi dedicati per riscaldamento o dedicati per produzione acqua calda sanitaria dotati di proprio

misuratore o serbatoio per il rispettivo sistema (ii) sistemi promiscui dotati di unico misuratore o di unico serbatoio 7.1 Sistemi con misuratore dedicato al solo riscaldamento o alla sola acqua calda sanitaria In questo caso il consumo rilevato è attribuibile al solo riscaldamento o alla sola preparazione di acqua calda sanitaria si ha:

Corilevato = Co [kWh] (40) 7.2 Sistemi promiscui Appartengono a questa categoria sistemi quali: (i) sistemi dotati di unico generatore di calore per riscaldamento, produzione acqua calda sanitaria e con

unico misuratore per il generatore e per altri usi


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(ii) sistemi con generazione separata di energia termica per riscaldamento e di acqua calda sanitaria, ma con unico misuratore per i generatori e per altri usi

(iii) sistemi dedicati per riscaldamento con unico misuratore per il generatore per riscaldamento e per altri usi

(iv) sistemi dedicati per produzione acqua calda con unico misuratore per il generatore di acqua calda sanitaria e per altri usi

Nella sua espressione più generale, il consumo totale rilevato risulta quindi dalla somma dei seguenti addendi: i) nel periodo di attivazione del riscaldamento:

Corilevato = Coh + CoW + Cocottura + Coaltri [kWh] (41)

ii) nel periodo di inattività del riscaldamento: Corilevato = CoW + Cocottura + Coaltri [kWh] (42)

Il valore di Ccottura si calcola con i dati del prospetto 15 del paragrafo 5.3. Nel caso in cui si abbia Caltri = 0, condizione valida per la maggioranza delle utenze, il consumo relativo al riscaldamento si calcola deducendo dal consumo totale rilevato la somma dei consumi per produzione acqua calda sanitaria e per usi di cottura. I consumi giornalieri per produzione acqua calda sanitaria e per cottura si assumono convenzionalmente costanti per tutto il periodo considerato e si ottengono quindi proiettando il consumo del giorno tipo su tutto il periodo per il quale si attribuiscono i consumi calcolati e i consumi rilevati. Nel caso di sistemi promiscui riscaldamento/produzione acqua calda di potenza del focolare minore di 35 kW, ai fini di una prima valutazione, si può procedere come segue: 1. Calcolo dei fabbisogni di energia termica utile per la produzione acqua calda sanitaria con i dati della

presente specifica 2. Calcolo delle perdite di erogazione, distribuzione, accumulo con i valori di default della presente specifica 3. Calcolo della somma dei fabbisogni delle perdite per determinare l’energia termica utile che il sistema di

produzione deve fornire 4. Determinazione del rendimento convenzionale secondo il prospetto 32 5. Attribuzione del consumo di gas al periodo dividendo il fabbisogno più le perdite (3) per il rendimento

convenzionale e per il potere calorifico del combustibile. Si deve indicare in documenti che riportino valori così calcolati come essi sono stati determinati. 7.3 Sistemi dotati di misuratore del combustibile Nel caso di sistemi alimentati con gas di rete e dotati di misuratori forniti e controllati dalla società erogatrice, l’attribuzione del consumo di combustibile ad un periodo determinato può essere effettuata: i) indirettamente mediante i dati rilevabili dalle bollette di fornitura ii) mediante misure dirette 7.3.1 Attribuzione indiretta Le bollette delle forniture di gas indicano le date nelle quali sono state effettuate le due misure iniziale e finale in base alle quali viene attribuito il consumo nel periodo. Tuttavia i momenti di lettura iniziale e finale sono determinati dal fornitore. Sono valide le letture effettive, non quelle stimate. Si possono avere tre casi: a. lettura iniziale e lettura finale comprese entrambe nel periodo di riscaldamento prefissato b. lettura iniziale e lettura finale entrambe fuori del periodo di riscaldamento prefissato c. una delle due letture, iniziale o finale, è fuori del periodo di riscaldamento prefissato


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Nel primo caso per tutto il periodo considerato è presente il consumo per riscaldamento, acqua calda sanitaria ed altri usi, che devono essere separatamente valutati con il metodo descritto al paragrafo 5.3 della presente specifica. Nel secondo caso il consumo viene attribuito alla sola produzione di acqua calda sanitaria depurandolo da quello per usi di cottura. Nel terzo caso dal consumo totale del periodo deve essere dedotto il consumo dei giorni che cadono fuori del periodo di riscaldamento prefissato, attribuendo ad essi i consumi per preparazione acqua calda, ove presente, e per altri usi. 7.3.2 Misura diretta Il rilievo diretto deve essere effettuato con letture del misuratore all’inizio ed al termine del periodo. Il rilievo di consumo in periodi brevi (minori di 10 minuti) può essere utilizzato per verificare la potenza del focolare (o portata termica) del generatore. Tale misura è utile per verificare la regolazione della portata termica. In tal caso deve essere apportata la correzione volumetrica per ottenere la portata in m3n ai fini del calcolo della portata termica. Nel caso di sistemi alimentati da serbatoi dotati di misuratori si applica la procedura descritta nel presente paragrafo. In questo caso, devono tuttavia essere accertate e riportate nel rapporto di misura le caratteristiche e le tolleranze del misuratore. 7.4 Impianti alimentati da serbatoi privi di misuratore del combustibile

Rientrano in questa categoria gli impianti alimentati da serbatoi di combustibili liquidi. Il consumo in un determinato periodo di tempo è dato da: CQ = (CQI - CQF) + CQA [kWh] (43) dove CQI e CQF sono rispettivamente le quantità iniziale e finale contenute nel serbatoio e CQA è la quantità di combustibile immessa nel serbatoio nel periodo intercorso tra la misura iniziale e la misura finale. Le quantità iniziale e finale possono essere determinate con misure di livello. L’attribuzione del consumo al riscaldamento ed alla produzione acqua calda sanitaria deve essere effettuata con le modalità descritte ai paragrafi precedenti. I consumi relativi al riscaldamento vanno determinati con riferimento alla stagione di riscaldamento.


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APPENDICE A METODO SEMPLIFICATO PER IL CALCOLO DELLE PERDITE DI DISTRIBUZIONE

Principio del metodo Il calcolo delle perdite e dei fabbisogni di energia ausiliaria del sottosistema di distribuzione si effettua con la seguente procedura: (1) si determinano le trasmittanze lineiche Ui degli elementi del sottosistema di distribuzione, espresse in

W/m·K, tenendo conto di diametro, spessore e conduttività del coibente, tipologia di installazione (2) si determinano le lunghezze Li degli elementi del sottosistema di distribuzione (3) si determinano le temperature interna θw,i ed esterna θa,i degli elementi; (4) si determina la durata delle perdite ti; (5) si assume un fattore di riduzione delle perdite totali krl,i pari a 0,8, per tener conto delle perdite

recuperabili (6) si calcolano le perdite totali Qd,l come somma delle perdite dei singoli tratti ( ) i,di ii,ai,wiil,d ktULQ ⋅⋅θ−θ⋅⋅= ∑ [kWh] (A1)

(7) si calcola l’energia ausiliaria totale Wd; (8) si determina l’eventuale energia elettrica recuperata kw,d·Wd; (9) si calcola la quantità di calore richiesta alla generazione Qgn,out = Qd,in

dd,wl,dout,din,d WkQQQ ⋅−+= [kWh] (A2)

In alternativa, se si vuole tenere conto esplicitamente delle perdite recuperabili, si calcolano separatamente: (10) le perdite totali Qd,l

( )∑ ⋅−⋅⋅=i iiaiwiild tULQ ,,, θθ [kWk] (A3)

(11) le perdite recuperabili Qd,rl

( ) irli iiaiwiirld ktULQ ,,,, ⋅⋅−⋅⋅= ∑ θθ [kWh] (A4)

A seconda della disponibilità di dati, le singole voci possono essere determinate in maniera analitica (da dati di progetto o rilievi in campo) oppure stimate complessivamente (ad esempio, determinazione della lunghezza delle tubazioni in base alle dimensioni dell’edificio) per tutto l’impianto o per singole zone di esso (ad esempio distribuzione orizzontale, montanti, distribuzione finale, ecc.) con le metodologie nel seguito indicate. Sono inoltre forniti valori precalcolati per i casi più comuni e fattori di perdita complessivi per tipologie specifiche di impianti. I valori precalcolati possono essere utilizzati solo quando siano soddisfatte tutte le ipotesi alla base del precalcolo. Calcolo delle trasmittanze lineiche Tubazioni non isolate correnti in aria Per tubazioni correnti all’esterno dell’edificio:

ii dU ⋅⋅= π5,16 [W/m·K] (A5)

dove: di [m] è il diametro esterno della tubazione 16,5 [W/m²·K] è il coefficiente di scambio superficiale complessivo


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Per tubazioni correnti all’interno dell’edificio:

( ) 3,0,,24,3 iaiwii dU θθπ −⋅⋅⋅= [W/m·K] (A6)

dove: di [m] è il diametro esterno della tubazione θw,i [K] è la temperatura del fluido all’interno della tubazione θa,i [K] è la temperatura dell’ambiente circostante 3,24 [W/m²·K] è il coefficiente di scambio superficiale complessivo

Tubazione isolata corrente in aria

La trasmittanza lineica è data da:

iairi

i

i

i

D1

dln

21

UD

⋅α+⋅

λ⋅

π= [W/m·K] (A7)

dove: di [m] è il diametro esterno della tubazione Di [m] è il diametro esterno della coibentazione λ [W/m·K] è la conduttività dello strato isolante αair [W/m²·K] è il coefficiente di scambio convettivo

Come coefficienti di adduzione αair si assume: tubazione corrente in ambienti interni 4 W/m²·K tubazione corrente in ambienti esterni 10 W/m²·K

La conduttanza deve essere ricavata dai dati dichiarati dal fornitore del materiale. In mancanza di tale informazione si utilizzano i valori indicativi riportati nel seguente prospetto:

Prospetto A1 – Conduttività di alcuni materiali Materiale

Conduttività λ

[W/ m·K] (valori indicativi)

Materiali espansi organici a cella chiusa 0,04


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Lana di vetro, densità 50 kg/m² 0,045 Lana di vetro, densità 100 kg/m² 0,042 Lana di roccia 0,060 Poliuretano espanso (preformati) 0,042

Se vi sono più strati di materiale isolante la trasmittanza lineica è data da:

nair

n

j j

j

j

i

ddd

U

⋅+⋅

⋅

=

∑= − αλ

π1ln

21

1 1

[W/m·K] (A8)

dove, oltre ai simboli già definiti: n [-] è il numero di strati coibenti significativi dj [m] è il diametro esterno dello strato coibente j, iniziando dal più interno d0 [m] è il diametro esterno della tubazione dn [m] è il diametro esterno complessivo della tubazione coibentata λj [W/m·K] è la conduttività dello strato isolante j

Tubazione singola incassata nella muratura


nG

n

j j

ji

dz

dd

j

U⋅

⋅⋅

+⋅⋅

=

∑= −

4ln2

1ln2

11 1 λλ

π [W/m·K] (A9)


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dove, oltre ai simboli già definiti: λG [W/m·K] è la conduttività del materiale attorno alla tubazione

in assenza di informazioni più precise, si assume λG = 0,7 W/m·K z [m] è la profondità di incasso.

in assenza di informazioni più precise, si assume z = 0,1 m Tubazioni in coppia, incassate nella muratura


2

2

1 1

41ln2

14ln2

1ln2

1E

zd

zdd

U

GnG

n

j j

j

j

i⋅

+⋅⋅

+⋅

⋅⋅

+⋅⋅

=

∑= − λλλ

π [W/m·K] (A10)

dove, oltre ai simboli già definiti: E [m] interasse delle tubazioni

Tubazioni interrate Si applicano le formule relative alle tubazioni incassate nella muratura. λG è in questo caso la conduttività del terreno. In assenza di informazioni più precise, si assume λG = 2,0 W/m·K Valori precalcolati di trasmittanze lineiche Per le situazioni più comuni si possono utilizzare i valori precalcolati di Ui espressi in W/m·K riportati nel prospetto A2. Prospetto A2 – Valori precalcolati di trasmittanze lineiche

Trasmittanza lineiche precalcolate, tubazioni coibentate Diametro tubazione Spessore

isolamento mm

Conduttività isolamento

W/m·K 1/2" 3/4" 1" 1" 1/4 1" 1/2 2" 2" 1/2 3" 4"

0,034 0,30 0,35 0,41 0,48 0,53 0,63 0,76 0,86 1,08 0,040 0,34 0,40 0,46 0,54 0,60 0,71 0,85 0,97 1,22 9 0,046 0,38 0,44 0,51 0,60 0,66 0,78 0,94 1,07 1,34 0,034 0,24 0,28 0,32 0,38 0,42 0,49 0,59 0,68 0,84 0,040 0,27 0,32 0,37 0,43 0,48 0,56 0,68 0,77 0,96 13 0,046 0,31 0,36 0,41 0,49 0,53 0,63 0,75 0,86 1,07


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0,034 0,19 0,22 0,25 0,30 0,33 0,38 0,46 0,52 0,64 0,040 0,22 0,26 0,29 0,34 0,38 0,44 0,53 0,60 0,74 19 0,046 0,25 0,29 0,33 0,39 0,42 0,50 0,60 0,67 0,83 0,034 0,16 0,18 0,21 0,24 0,26 0,31 0,36 0,41 0,50 0,040 0,19 0,21 0,24 0,28 0,30 0,35 0,42 0,47 0,58 27 0,046 0,21 0,24 0,27 0,32 0,34 0,40 0,48 0,54 0,65

NOTA: i valori sono relativi alla modalità di posa più sfavorevole Per tubazioni isolate secondo spessore completo indicato nella tabella in allegato B al DPR 412/93 la trasmittanza lineica Ui in funzione del diametro d è calcolabile con Ui = 0,143 + 0,0018 d [W/m·K] (A11) con d, diametro esterno della tubazione senza isolamento, espresso in mm Qualora la coibentazione sia pari allo spessore della tabella in allegato B al DPR 412 moltiplicato per 0,5, la trasmittanza lineica Ui è calcolata con: Ui = 0,19 + 0,0034 d [W/m·K] (A12) Qualora la coibentazione sia pari allo spessore della tabella in allegato B al DPR 412 moltiplicato per 0,3, la trasmittanza lineica Ui è calcolata con: Ui = 0,225 + 0,00532 d [W/m·K] (A13)

Ponti termici e singolarità Si tiene conto delle seguenti tipologie di interruzioni della coibentazione della tubazione:

• per staffaggi di linea non coibentati (con interruzione dell’isolamento, scoperti), maggiorare del 10% la lunghezza totale della tubazione

• per singolarità in centrale termica: lunghezza equivalente di tubazione non isolata dello stesso diametro del componente scoperto, come dal prospetto seguente:

Prospetto A3 – Lunghezze equivalenti Componente non coibentato Lunghezza equivalente non isolata

Pompa di circolazione 0,3 m Valvola miscelatrice 0,6 m Flangia, bocchettone 0,1 m NOTA: le tubazioni non isolate vanno valutate a parte, conformemente al paragrafo A.2.1. La lunghezza equivalente riportata nella presente tabella si riferisce esclusivamente alla singolarità, assumendo che la tubazione sia per il resto coibentata. Calcolo delle temperature Temperatura dell’acqua nelle tubazioni Le temperature dell’acqua θw,i nelle tubazioni si calcolano come indicato nell’appendice C. In mancanza di dati più precisi si possono utilizzare le temperature medie stagionali di default riportate nel prospetto seguente:


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Prospetto A4 – Temperature medie stagionali delle reti Descrizione Temperatura media stagionale della rete

Radiatori alta temperatura 52 °C Radiatori bassa temperatura 46 °C Ventilconvettori 38 °C Pannelli radianti annegati 27 °C Circuiti primari a temperatura costante 70 °C Circuiti primari a temperatura variabile Temperatura della rete + 10 °C Temperatura ambiente Come temperatura ambiente θa,i si assumono i seguenti valori:

• tubazioni all’interno od in murature affacciate all’interno: 20 °C • tubazioni affacciate all’esterno: temperatura esterna media mensile o annua • tubazioni affacciate su locali non riscaldati: si assume una temperatura pari al salto di progetto

moltiplicato per un fattore di riduzione b = 0,6 • tubazioni in centrale termica: temperatura esterna maggiorata di 5 °C • tubazioni interrate: temperatura media stagionale annua.


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APPENDICE B

DETERMINAZIONE DELLE PERDITE DI GENERAZIONE B.1 Generalità sui metodi di calcolo La presente appendice descrive due metodi di calcolo delle perdite di generazione: 1. Metodo basato sulla direttiva 94/42/CE. 2. Metodo analitico I due metodi di calcolo si applicano alla generazione di calore mediante combustione a fiamma di combustibili

liquidi e gassosi.

La presente specifica prevede l’applicazione del metodo 1 solo nel caso di generatori di calore per i quali siano stati dichiarati dal costruttori i dati prestazionali ai sensi della Direttiva 92/42 (direttiva caldaie). Per generatori per i quali questi dati non siano disponibili, si deve applicare il metodo 2. Per tutti i generatori si può applicare il metodo 2. B.1.1 Origine dei dati I dati per il metodo di calcolo basato sulla direttiva sono: - rendimenti a pieno carico ed a carico parziale determinati e certificati secondo le relative norme di prodotto

armonizzate, nonché rendimento a carico nullo - dati relativi al dimensionamento del generatore ed alle relative temperature di esercizio fissati nel progetto

dell’impianto

I parametri richiesti per il calcolo secondo il metodo 2, qualora non rientrino in quelli che devono essere forniti dai costruttori (dati prestazionali) o rientrino in quelli di competenza del progettista dell’impianto termico (ad es. dati relativi alle temperature dell’acqua), devono essere ricavati dai prospetti della presente appendice o, ove specificato, possono essere rilevati in campo.

B.1.2 Impianto con più sistemi di generazione Se sono presenti più generatori o più sottosistemi di generazione, il fabbisogno complessivo di calore delle reti di distribuzione deve essere tra loro ripartito.

Nel caso di impianti alimentati anche da fonti rinnovabili (solare, pompe di calore) o da altri sistemi di generazione (pompe di calore, cogenerazione, ecc.), ad essi si attribuisce la priorità per soddisfare il fabbisogno di energia termica utile dell’impianto, mentre alla generazione tradizionale con combustibili fossili si attribuisce una funzione di integrazione. Si calcola quindi preliminarmente, nelle varie condizioni di esercizio, il contributo delle fonti rinnovabili e/o alternative e alla generazione tradizionale si attribuisce il saldo di richiesta di energia. B.1.3 Generatori a combustione multipli In assenza di regolazione in cascata e valvole di intercettazione lato acqua, si considerano tutti i generatori sempre inseriti. Il carico viene ripartito ugualmente fra i generatori. In presenza di regolazione in cascata funzionante, il fattore di ripartizione del carico fra i singoli generatori può essere oggetto di valutazione specifica. Ai fini del calcolo del valore di riferimento delle perdite di produzione per la determinazione del fabbisogno di energia primaria, si assume che tutti i generatori siano in funzione ed il carico sia ripartito uniformemente.


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B.2 Metodo di calcolo delle perdite di generazione basato sulla Direttiva 92/42/CE Il metodo è basato sui dati di rendimento dei generatori di calore richiesti dalla direttiva 92/42/CE determinati secondo le relative norme EN armonizzate. B.2.1 Procedimento di calcolo Il metodo è basato sul seguente procedimento di calcolo: a) si assumono i rendimenti a potenza nominale ed a carico parziale, determinati in base alla direttiva, e si

apportano le correzioni per adeguarli alle specifiche temperature dell’acqua previste nelle condizioni di funzionamento del generatore

b) si determinano le perdite a carico nullo in condizioni di riferimento e si apportano le correzioni per tenere conto della effettiva temperatura dell’acqua nel generatore e per la temperatura dell’aria del locale di installazione

c) si determina la potenza delle perdite per tre fattori di carico (1) : - perdite al 100 % del carico Фgn,l,Pn ; - perdite a carico intermedio Фgn,l,Pint ; - perdite a carico nullo Фgn,l,po.

d) si determinano le perdite al carico specifico per interpolazione lineare. e) si determina l’energia ausiliaria in base al carico del generatore f) si determinano le perdite recuperabili all’involucro come frazione delle perdite a carico nullo ed in funzione dell’ubicazione del generatore g) si aggiunge l’energia ausiliaria recuperabile alle perdite recuperabili per determinare l’energia recuperabile

totale

B.2.2 Dati di ingresso Il generatore di calore è caratterizzato dai seguenti valori:

ФPn potenza termica utile nominale

ηgn,Pn rendimento a potenza nominale

θgn,test,Pn temperatura media del generatore in condizioni di prova a potenza nominale

fcor,Pn fattore di correzione del rendimento a potenza nominale

Фint potenza termica utile a carico intermedio

ηgn,Pint rendimento a potenza intermedia

θgn,test,Pint, temperatura media del generatore in condizioni di prova a potenza intermedia

fcor,Pint fattore di correzione del rendimento a potenza intermedia

Фgn,l,po perdite (potenza persa) in stand-by ed con Δθi,test

Δθgn,test Differenza fra la temperatura media del generatore e la temperatura del locale di installazione in condizioni di riferimento.

Фaux,gn potenza assorbita dagli ausiliari a potenza nominale (1) il fattore di carico è riferito alla potenza termica utile erogata.


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θgn,min temperatura minima di funzionamento del generatore

Le condizioni di funzionamento effettive sono caratterizzate da:

Qgn,out energia termica utile prodotta θgn,w,av temperatura media del generatore

θgn,w,r temperatura di ritorno al generatore (per generatori a condensazione) θa,gn temperatura del locale di installazione

bgn fattore di riduzione delle perdite in base all’ubicazione B.2.3 Calcolo delle perdite del generatore Le perdite determinate secondo la direttiva devono essere corrette per tenere conto della temperatura effettiva dell’acqua in esercizio. B.2.3.1 Perdite a potenza nominale Il rendimento corretto a potenza nominale ηgn,Pn,corr nelle condizioni di effettivo funzionamento si calcola come segue: )(f w,gnPn,test,gnPn,corPn,gncor,Pn,gn θ−θ⋅+η=η (B1)

dove: ηgn,Pn rendimento a potenza nominale determinato secondo norme EN [%]

In mancanza di dati forniti dal produttore, valori di default possono essere calcolati con l’equazione B14

fcor,Pn fattore di correzione del rendimento a potenza nominale [-] che esprime la variazione del rendimento in funzione della temperatura media dell’acqua nel generatore (prospetto B3)

θgn,test,Pn temperatura media dell’acqua nel generatore in condizioni di prova a potenza nominale [°C] θgn,w temperatura media effettiva dell’acqua nel generatore (o temperatura dell’acqua di ritorno per

generatori a condensazione) in funzione delle condizioni effettive di esercizio [°C] Le perdite corrette a potenza nominale Φ gn,l,Pn,corr sono date da:

000.1)100(

Pncor,Pn,gn

cor,Pn,gncor,Pn,l,gn ⋅Φ⋅

η

η−=Φ [Wh] (B2)

dove:

ФPn potenza utile nominale [kW] B.2.3.2 Perdite a potenza intermedia Il rendimento corretto a potenza intermedia ηgn,Pint,corr nelle condizioni di effettivo funzionamento si calcola come segue: )(f w,gnintP,test,gnintP,corintP,gncorint,P,gn θ−θ⋅+η=η [%] (B3)

dove: ηgn,Pint rendimento a potenza intermedia determinato secondo norme EN [%]

In mancanza di dati forniti dal produttore, valori di default possono essere calcolati con l’equazione B15


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fcor,Pint fattore di correzione del rendimento a potenza intermedia [-] che esprime la variazione del rendimento in funzione della temperatura media dell’acqua nel generatore. I valori sono riportati nel prospetto B4.

θgn,test,Pint, temperatura media dell’acqua nel generatore in condizioni di prova a potenza intermedia [°C] θgn,w temperatura media effettiva dell’acqua nel generatore (o temperatura dell’acqua di ritorno per

generatori a condensazione) in funzione delle condizioni effettive di funzionamento [°C] La potenza intermedia dipende dal tipo di generatore. Per generatori a combustibile liquido o gassoso la potenza intermedia Φint è data da 0,3 x ФPn. Le perdite corrette a potenza intermedia Φ gn,l,Pint,corr sono date da:

000.1)100(

intPcorint,P,gn

corint,P,gncorint,P,l,gn ⋅Φ⋅

η

η−=Φ [Wh] (B4)

dove: ФPint potenza utile intermedia [kW] B.2.3.3 Perdite a potenza nulla Le perdite a potenza nulla possono essere dichiarate dal costruttore qualora siano state determinate in accordo con le norme di prova EN applicabili (EN297/A2, EN483/A2, EN 303, EN 13836 e EN 15043) In mancanza di tale dato, valori di default possono essere calcolati con l’equazione B16. Le perdite corrette a potenza nulla Φgn,l,po,corr sono:

25,1

test

gn,aw,gnpo,l,gncor,po,l,gn ⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛θΔ

θ−θ⋅Φ=Φ [Wh] (B5)

dove:

Фgn,l,po perdite a potenza nulla con differenza di temperatura Δθi,test [Wh] θa,gn temperatura interna del locale di installazione [°C] valori di default sono riportati nel prospetto B6. Δθ,test Differenza fra la temperatura media della caldaia e la temperatura interna del locale di installazione in condizioni di prova [°C] I valori di default sono riportati nel prospetto B2. B.2.3.4 Perdite alla potenza utile specifica Φ gn,l,Px

Se la potenza utile effettiva ФPx è compresa fra 0 e ФPint, le perdite del generatore Φ gn,l,Px si calcolano con:

cor,po,l,gncor,po,l,gncorint,P,l,gnintP

PxPx,l,gn )( Φ+Φ−Φ⋅

ΦΦ

=Φ [kWh] (B6)

Se la potenza utile effettiva ФPx è compresa fra ФPint e ФPn le perdite del generatore Φ gn,l,Px si calcolano come segue:

corint,P,l,gncorint,P,l,gncor,Pn,l,gnintPPn

intPPxPx,l,gn )( Φ+Φ−Φ⋅

Φ−ΦΦ−Φ

=Φ [kWh] (B7)

Φ gn,l,Px può essere calcolato anche con un’interpolazione polinomiale di 2° grado:


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( ) ( )( )

( ) ( )( )

cor,po,l,gn

intPPnintPPn

cor,po,l,gncor,Pn,l,gn2

intPcor,po,l,gncorint,P,l,gn2PnPx

intPPnintPPn

cor,po,l,gncorint,P,l,gnPncor,po,l,gncor,Pn,l,gnintP2PxPx,l,gn

Φ+Φ−ΦΦΦ

Φ−ΦΦ−Φ−ΦΦΦ+

⋅Φ−ΦΦΦ

Φ−ΦΦ−Φ−ΦΦΦ=Φ

Le perdite totali di generazione Qgn,l,t nell’intervallo di attivazione del generatore sono date da: Q gn,l,t = gnPx,l,gn t⋅Φ [kWh] (B8) dove: tgn durata dell’attivazione del generatore nell’intervallo di calcolo (s) B.2.4 Calcolo dell’energia ausiliaria L’energia ausiliaria totale si calcola con:

gnPn

PxPn,auxgn tW ⋅

ΦΦ

⋅Φ= [Wh] (B9)

dove: Фaux,Pn potenza degli ausiliari del generatore a potenza nominale [W] Фaux,Pn deve essere dichiarato dal costruttore. In assenza di tali valori, può essere determinato come segue:

nPngn,aux HG Φ⋅+=Φ [W] (B10)

dove: ФPn potenza utile nominale espressa in kW G,H,n parametri riportati nel prospetto B5

B.2.5 Calcolo dell’energia recuperabile

I valori di rendimento dichiarati in base alla direttiva 92/42/CE tengono già conto del recupero di energia elettrica ceduta al fluido termovettore dalle eventuali pompe di circolazione. Si considerano perciò solo i recuperi verso l’ambiente di installazione. B.2.5.1 Energia ausiliaria elettrica L’energia ausiliaria recuperata Wgn,rl è data da:

( )gn,auxgngrl,gn 1)b1(WW η−⋅−⋅= [kWh] (B11) dove: ηaux,gn rendimento elettrico degli ausiliari elettrici

In assenza di valori dichiarati dal costruttore si assume ηaux,g = 0,9 [-] bgn fattore di riduzione della temperatura in base all’ubicazione del generatore [-]

Valori di default sono riportati nel prospetto B6

B.2.5.2 Perdite termiche recuperabili Si considerano recuperabili solo le perdite all’involucro del generatore Qgn,env,rl. Esse vengono espresse come fazione delle perdite totali in stand-by e si calcolano con:


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gnenv,gngcor,0P,l,gnrl,env,gn tp)b1(Q ⋅⋅−⋅Φ= [kWh] (B12) dove:

pgn,env frazione delle perdite in stand-by attribuita a perdite all’involucro del generatore [-] In assenza di dati dichiarati dal costruttore, valori di default sono riportati nel prospetto B7.

tgn durata dell’attivazione del generatore nell’intervallo di calcolo [s] B.2.5.3 Perdite recuperabili e recuperate complessive Le perdite recuperabili totali Qgn,rl si calcolano con: rl,gnrl,env,gnrl,gn WQQ += [W] (B13)

Le perdite recuperabili si considerano tutte recuperate e vanno portate in deduzione alle perdite totali. B.2.6 Valori di default Il presente paragrafo contiene una serie di prospetti da utilizzare per calcolare valori di default in caso di mancanza di altri dati. Nella relazione di calcolo deve essere chiaramente indicato che si è fatto ricorso a valori di default della presente specifica. B.2.6.1 Rendimento a carico nominale ed a carico parziale in funzione della potenza del generatore In base al DPR 15 Novembre 1996 n. 660, che ha recepito la direttiva 94/42/CE, tutti i generatori di calore posti sul mercato devono avere i rendimenti minimi a pieno carico (100%) e a carico parziale (30%) fissati dal decreto stesso. Il DPR 551/99 ha precisato che negli impianti termici di nuova installazione, nella ristrutturazione degli impianti termici, nonché nella sostituzione di generatori di calore devono avere rendimenti conforme a quanto prescritto nel DPR 660/96. I modelli di calcolo che seguono e i valori dei parametri contenuti nel prospetto B1 sono quelli fissati dal DPR 660/96 relativamente ai rendimenti minimi. Il rendimento del generatore a pieno carico si determina come segue:

'PnPn,gn logBA Φ⋅+=η [%] (B14)

Il rendimento del generatore a carico parziale si determina con:

'PnintP,gn logDC Φ⋅+=η [%] (B15)

dove:

Ф'Pn potenza utile nominale espressa in kW, col limite massimo di 400 kW. Se la potenza utile nominale è maggiore di 400 kW, I rendimenti si determinano utilizzando 400 kW nelle formule precedenti.

A, B, C, D parametri riportati nel prospetto B1 Prospetto B1 – Parametri per la determinazione dei rendimenti di default

Tipo di generatore A B C D Generatore standard 84 2 80 3

Generatore a bassa temperatura

87,5 1,5 87,5 1,5

Generatore a condensazione

91 1 97 1


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B.2.6.2 Perdite a vuoto Le perdite a vuoto di default, per generatori di calore rispondenti al DPR 660/96, si calcolano come segue:

( )'PnPnpo,l,gn logFE Φ⋅+⋅Φ=Φ [kWh] (B16)

dove:

ФPn potenza utile nominale espressa in kW Ф'Pn potenza utile nominale espressa in kW, col limite massimo di 400 kW. Per potenze utili nominali

maggiori di 400 kW, si assume assume comunque tale valore limite. E,F parametri riportati nel prospetto B2 Prospetto B2 – Parametri per la determinazione delle perdite a vuoto di default

Tipo di generatore E F Δθ,test Generatore standard 25 -8 30 Generatore a bassa temperatura 17,5 -5,5 30 Generatore a condensazione 17,5 -5,5 30

B.2.6.3 Fattore di correzione del rendimento a carico nominale in funzione della temperatura dell’acqua nel generatore Prospetto B3 – Fattore di correzione del rendimento a carico nominale fcor,Pn

Tipo di generatore Temperatura media dell’acqua nel generatore nelle condizioni di prova a pieno carico

θgn,test, Pn

Fattore di correzione

fcor,Pn Generatore standard 70 °C 0,04 Generatore a bassa temperatura

70 °C 0,04

Generatore a condensazione a gas

70 °C 0,2

Generatore a condensazione a gasolio

70 °C 0,1

Prospetto B4 – Fattore di correzione del rendimento a carico intermedio fcor,Pint

Tipo di

generatore

Temperatura media dell’acqua nel generatore nelle condizioni di prova a pieno carico

θgn,test, Pint

Fattore di correzione

fcor,Pint Generatore standard 50 °C 0,05 Generatore a bassa Temperatura

40 °C 0,05

Generatore a condensazione

35 °C 0,2

Generatore a condensazione a gasolio

70 °C 0,1


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B.2.6.4 Energia ausiliaria

Prospetto B5 – Parametri per il calcolo della potenza degli ausiliari Tipo di generatore e di bruciatore G H n Generatore standard con bruciatore atmosferico 5 1,6 Generatore standard con bruciatore ad aria soffiata 20 1,8 Generatore a bassa temperatura con bruciatore atmosferico

5 1,6

Generatore a bassa temperatura con bruciatore ad aria soffiata

20 1,8

Generatore a condensazione 20 1,8

0,5

B.2.6.5 Recuperi di energia Prospetto B6 – Fattore di riduzione della temperatura bg e valori convenzionali della temperatura

interna del locale dove è installato il generatore θa,gn Ubicazione generatore Fattore bg θa,gn

°C All’aperto 1 Temperatura esterna media del

periodo di calcolo In centrale termica 0,7 15

Entro lo spazio riscaldato 0 20

Prospetto B7 - Frazione delle perdite in stand-by in funzione del tipo di bruciatore

Tipo di bruciatore pgn,env Bruciatore atmosferico 0,50 Bruciatore ad aria soffiata 0,75

B.3 - Metodo analitico di calcolo delle perdite di generazione Il metodo di calcolo analitico richiede, oltre ai valori prestazionali che devono essere normalmente forniti dal fabbricante del generatore, altri valori. Tali valori sono generalmente forniti nella letteratura tecnica dei prodotti. In caso contrario si deve ricorrere ai valori di default. B.3.1 Principio del metodo Il metodo di calcolo è basato sul seguenti principi: (1) Il tempo di funzionamento tgn del generatore è suddiviso in due parti: funzionamento con fiamma del bruciatore accesa, ton; tempi di attesa con fiamma del bruciatore spenta (stand-by) toff

Il tempo di funzionamento totale del generatore è dato da : tgn = ton + toff. (2) Le perdite sono valutate separatamente in questi due periodi di tempo. Durante il funzionamento con fiamma del bruciatore accesa si tiene conto delle seguenti perdite: perdite di calore sensibile a bruciatore acceso: Qch,on. perdite all’involucro del generatore: Qgn,env

Durante i tempi di attesa con fiamma del bruciatore spenta (stand-by) si tiene conto delle seguenti perdite: perdite di calore sensibile al camino a bruciatore spento: Qch,off perdite all’involucro del generatore: Qgn,env


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(3) L’energia ausiliaria è trattata separatamente in relazione ad apparecchi posti funzionalmente prima o dopo la camera di combustione: Waf è l’energia ausiliaria per apparecchi dopo la camera di combustione (pompe di circolazione primarie funzionanti per tutto il

periodo di attivazione del generatore di calore) tgn = ton + toff. Wbr è l’energia ausiliaria per apparecchi prima della camera di combustione (in particolare il ventilatore dell’aria comburente),

funzionanti solo quando il bruciatore è acceso. kaf and kbr sono le frazioni recuperate di queste energie ausiliarie

Si ha quindi: Qaf = kaf · Waf è l’energia ausiliaria recuperata dagli apparecchi dopo la camera di combustione, funzionanti per tutto il periodo

attivazione del generatore di calore tgn = ton + toff. Qbr = kbr · Wbr è l’energia ausiliaria recuperata da apparecchi prima della camera di combustione funzionanti solo quando il

bruciatore è acceso (ossia solo durante ton).

Il recupero di energia ausiliaria trasformata in calore emesso nello spazio riscaldato viene considerato come riduzione delle perdite totali. Il bilancio energetico complessivo del sottosistema di generazione è dato da envgnoffchonchbrcnoutg QQQQQQ ,,,, −−++= [Wh] (B17) Il bilancio energetico è illustrato nella figura B1.

Figura B1: Schema di bilancio energetico del sottosistema di generazione

Le perdite P’ch,on, P’ch,off e P’gn,env in condizioni di riferimento sono espresse come percentuale di una potenza di riferimento. Il generatore di calore è caratterizzato dai seguenti parametri:

Φcn potenza al focolare del generatore. E’ la potenza di riferimento per le perdite al camino a bruciatore acceso P’ch,on (*)

Φref potenza di riferimento per i fattori di perdita P’ch,off e P’gn,env (**)

NOTE. (*) nel caso di generatori nuovi o, comunque certificati, la potenza Φcn è la potenza del focolare corrispondente alla potenza

termica utile nominale. Per valutazioni su generatori esistenti non certificati si può utilizzare il presente metodo ricorrendo a misure in campo per determinare la potenza del focolare nelle effettive condizioni di funzionamento

(**) normalmente Φref = Φcn, la separazione viene fatta solo per consentire l’utilizzo nelle formule di eventuali dati sperimentali misurati in condizioni diverse da quelle di potenza nominale

P’ch,on, P’ch,off , P’gn,env perdite in condizioni di riferimento


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Φbr potenza elettrica degli ausiliari del generatore posti prima del focolare, con riferimento al flusso di energia (ad esempio: ventilatore aria comburente, riscaldamento del combustibile, ecc.)

kbr fattore di recupero di Φbr

Φaf potenza elettrica degli ausiliari del generatore posti dopo il focolare, con riferimento al flusso di energia (ad esempio: pompa primaria)

kaf fattore di recupero Φaf

θgn,w,test temperature media del generatore di riferimento per Pch,on.

θ'ch temperatura fumi in condizioni di riferimento per Pch,on

Δθgn,env,ref = θgn,w,test - θi,gn,test in condizioni di riferimento per Pgn,env e Pch,off.

Per generatori a stadi o modulanti, sono richiesti i seguenti dati aggiuntivi:

Φcn,min minima potenza continua al focolare a fiamma accesa

Φbr,min potenza elettrica degli ausiliari a Φcn,min

Pch,on,min fattore di perdita Pch,on a Φcn,min Per generatori a condensazione, sono richiesti i seguenti dati aggiuntivi:

ΔTw,fl Differenza di temperatura fra fumi ed acqua di ritorno in caldaia a potenza nominale

Per generatori a condensazione a stadi o modulanti, sono richiesti i seguenti dati aggiuntivi:

ΔTw,fl,min Differenza di temperatura fra fumi ed acqua di ritorno in caldaia alla potenza minima

Le condizioni di funzionamento sono caratterizzate dai seguenti parametri: Qgn,out fabbisogno di calore dei sottosistemi di distribuzione

θgn,w,av temperatura media dell’acqua in caldaia

θgn,w,r temperatura di ritorno dell’acqua in caldaia (per generatori a condensazione)

θi,gn temperatura dell’ambiente ove è installato il generatore

kgn,env fattore di riduzione delle perdite all’involucro

FC fattore di carico del focolare NOTA: i fattori di carico e le potenze sono riferite alla potenza al focolare del generatore

I risultati del calcolo sono:

- il fabbisogno di combustibile Qgn,in

- le perdite totali di generazione Qgn,l,t

- il fabbisogno complessivo di energia ausiliaria Wgn - l’energia ausiliaria recuperata Wgn,rl,Wgn,rd - le eventuali perdite recuperabili Qgn,l,rl. B.3.2 Fattori di perdita

Nel caso di generatori nuovi, o comunque certificati, i fattori di perdita in condizioni di riferimento sono dichiarati dal costruttore del generatore. Nei casi specificati nel seguito, i fattori di perdita possono essere rilevati in opera. Negli altri casi, si utilizzano i valori di default riportati nei prospetti della presente specifica. Nel rapporto di calcolo deve essere indicata l’origine dei dati utilizzati. I fattori di perdita specifica sono forniti in condizioni di riferimento e devono essere corretti per tenere conto delle specifiche condizioni di funzionamento. Ciò si applica sia ai dati dichiarati dal costruttore, sia ai dati ricavati dai prospetti, sia ai dati misurati in opera.


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I fattori di perdita in condizioni di riferimento sono identificati da apici. B.3.2.1 Perdite al camino a bruciatore acceso Pch,on

Si effettua la correzione di questo fattore di perdita per tenere conto che esso diminuisce quando:

• si riduce la temperatura media in caldaia • si riduce il fattore di carico • con le regolazioni del bruciatore

Le perdite corrette al camino a bruciatore acceso Pch,on sono date da

( )[ ] ntestgnavwgnonchonch FCPP ⋅⋅−+= 045,0' ,,,,, θθ [%] (B18)

dove: P’ch,on Perdite al camino a bruciatore acceso (complemento a 100 del rendimento di combustione) in percentuale della potenza

al focolare Φcn e in condizioni di riferimento, determinate alla temperatura di riferimento θ’gn,w,test (*) [%] NOTA: (*) Qualora il fattore di perdita P’ch,on sia dichiarato dal costruttore dell’apparecchio, esso deve essere riferito al corrispondente valore θgn,test

In impianti esistenti, P’ch,on può essere ottenuto da una misura del rendimento di combustione secondo la norma UNI 10389. In tal caso occorre rilevare anche la temperatura media dell’acqua in caldaia e la potenza al focolare. Se non sono disponibili altri dati, valori di default sono riportati nel prospetto B9.

Nel rapporto di calcolo deve essere indicata l’origine dei dati utilizzati. θgn,test temperature media nel generatore (media aritmetica di mandata e ritorno) in condizioni di riferimento (***)

[°C] NOTA: (***) Se la temperatura θgn,test è dichiarata dal costruttore dell’apparecchio essa deve corrispondere a quella del valore Φcn dichiarato In impianti esistenti, θgn,test deve essere rilevata contestualmente alla misura del rendimento di combustione. Nel caso di generatori a condensazione, al posto della temperatura media si utilizza la temperatura di ritorno in condizioni di riferimento θgn,test,r . Devono essere utilizzati valori di Pch,on privi di contributi di recupero di calore latente per condensazione, che viene calcolato separatamente.

θgn,w,av, temperature media nel generatore (media aritmetica di mandata e ritorno) in condizioni di funzionamento reali. Nel caso di generatori a condensazione, al posto della temperatura media si utilizza la temperatura di ritorno in condizioni reali θgn,w,av [°C]

n esponente del fattore FC. Valori di default dell’esponente n sono dati nel prospetto B10. FCn tiene conto della riduzione di perdite in caso di elevate intermittenze, legate alle minori temperature dei prodotti della combustione allo scarico della caldaia. Un elevato valore di n è correlato ad una elevata capacità termica per kW della superficie di scambio fra fumi ed acqua Mch,on.

NOTE ESPLICATIVE SULLA FORMULA B18 NOTA 1: La formula (B18) tiene conto della variazione del rendimento di combustione con la temperatura dell’acqua assumendo

una correlazione lineare. L’ipotesi è che il ΔT fra acqua e fumi rimanga costante (cioè un aumento di 20 °C della temperatura dell’acqua causa un aumento della temperatura dei fumi di 20 °C). Un aumento di 22 °C della temperatura dei fumi produce una diminuzione di rendimento dell’ 1%, di qui il fattore 0,045. Detto fattore è valido per il calore sensibile. L’eventuale calore latente è oggetto di trattazione separata.

NOTA 2: La formula (B18) non tiene conto esplicitamente dell’effetto della regolazione del rapporto aria/combustibile. La costante 0,045 è valida per eccessi d’aria normali (3% O2 nei fumi). Per nuovi impianti si ipotizza una regolazione corretta. Per sistemi esistenti l’eccesso d’aria contribuisce a P’ch,on. Se opportuno il fattore 0,045 può essere ricalcolato in accordo all’eccesso d’aria misurato.

NOTA 3: La formula (B18) non tiene conto esplicitamente della potenza massima al focolare regolata effettiva Φcn. Se tale potenza è significativamente inferiore a quella nominale, Pch,on dovrebbe essere misurata.


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B.3.2.2 Perdite al mantello Pgn,env

Le perdite al mantello corrette Pgn,env sono date da:

( )( )

m

testatestwgn

gnaavgwgnenvgnenvgnenvgn FCkPP ⋅

−

−⋅⋅=

,,,

,,,,,, '

θθθθ

[%] (B19)

dove: P’gn,env perdite al mantello in condizioni di riferimento.

P’gn,env devono essere espresse come percentuale di una potenza di riferimento Φref (solitamente la potenza nominale al focolare del generatore). In assenza di dati dichiarati dal costruttore, P’gn,env si calcola come

cnenvgn BAP Φ⋅+= log' , dove A e B sono valori di default indicati nel prospetto B11.

kgn,env fattore di riduzione delle perdite in accordo con l’ubicazione del generatore. Il valore di kgn,env è riportato nel prospetto B12. kgn,env tiene conto delle perdite recuperate come riduzione delle perdite totali.

θa,test Temperatura ambiente in condizioni di riferimento. Il valore di default è 20°C. [°C] θa,gn Temperatura dell’ambiente di installazione del generatore. [°C] m esponente del fattore FC.

Valori di default dell’esponente m sono dati nel prospetto B13 insieme con il parametro caratteristico Mgn,env definito come rapporto fra la massa complessiva del generatore (metallo + refrattari + coibenti) e la sua potenza nominale al focolare.

NOTE ESPLICATIVE SULLA FORMULA B19 NOTA 1: La formula (B19) tiene conto della variazione delle perdite al mantello con la differenza fra la temperatura dell’acqua in

caldaia e la temperatura dell’ambiente di installazione assumendo una correlazione lineare (la dispersione al mantello è controllata dalla conduzione nei materiali isolanti, che è lineare)

NOTA 2 P’gn,env corrisponde alla differenza fra il rendimento di combustione ed il rendimento utile in condizioni di riferimento (funzionamento continuo).

In alternativa alla riduzione di perdite, si può tenere conto esplicitamente delle perdite recuperabili assumendo:

( )( )

m

testatestwgn

gnaavwgnlgnlgn FCPP ⋅

−

−⋅=

,,,

,,,,, '

θθθθ

[%] (B20)

ed un fattore di perdite al mantello recuperabili Pg,rl pari a

( )glgrlenvgn kPP −⋅= 1,,, [%] (B21)

NOTA: Il fattore FCm tiene conto della riduzione delle perdite al mantello se la temperatura media della massa del generatore si reduce durante il funzionamento in stand by. Ciò avviene solo se la regolazione della temperature ambiente interrompe la circolazione dell’acqua in caldaia. i tutti gli altri casi si assume m=0 (il che inibisce questa correzione in quanto FC0=1).

B.3.2.3 Perdite al camino a bruciatore spento Pch,off

Questo fattore di perdita tiene conto della circolazione parassita di aria nel circuito aria-fumi a bruciatore spento per effetto del tiraggio. Le perdite al camino a bruciatore spento corrette Pch,off si calcolano come segue:

( )( )

p

testatestwgn

gnaavwgnoffchoffch FCPP ⋅

−

−⋅=

,,,

,,,,, '

θθθθ

[%] (B22)

dove:


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P’ch,off perdite al camino a bruciatore spento in condizioni di riferimento P’ch,off va espresso come percentuale di una potenza di riferimento Φref (solitamente la potenza nominale al focolare del generatore). In mancanza di dati dichiarati dal costruttore, si applicano i valori di default riportati nel prospetto B14.

p esponente del fattore FC. Valori di default dell’esponente p sono dati nel prospetto B15, insieme con il parametro caratteristico Mch,off definito

come rapporto fra la massa complessiva del generatore (metallo + refrattari + coibenti) e la sua potenza nominale Φcn al focolare.

NOTA: Il fattore FCp tiene conto della riduzione delle perdite al camino a bruciatore spento se la temperature media della massa del generatore si reduce durante il funzionamento in stand by. Ciò avviene solo se la regolazione della temperature ambiente interrompe la circolazione dell’acqua in caldaia. In tutti gli altri casi si assume p=0 il che inibisce questa correzione.

B.3.2.4 Perdite totali di generazione Le perdite totali di generazione Qgn,l sono date da: env,gnoff,chon,chl,gn QQQQ ++= [Wh] (B23)

Le perdite al camino a bruciatore acceso Qch,on sono date da:

oncnon,ch

on,ch t100

PQ ⋅Φ⋅= [Wh] (B24)

Le perdite al camino a bruciatore spento Qch,off sono date da:

offrefoff,ch

off,ch t100

PQ ⋅Φ⋅= [Wh] (B25)

Le perdite al mantello Qgn,env sono date da:

( )onoffrefenv,gn

env,gn tt100

PQ +⋅Φ⋅= [Wh] (B26)

Qualora non si sia tenuto conto delle perdite recuperabili mediante riduzione delle perdite al mantello (formula B19), le perdite recuperabili Qgn,rl sono calcolate come:

( ) envgnenvgnrlenvgn QkQ ,,,, 1 ⋅−= [Wh] (B27)

B.3.4 Energia ausiliaria Per ogni dispositivo che utilizzi energia ausiliaria occorre determinare:

la potenza elettrica Φel,i

Il valore può essere: - dichiarato dal costruttore dell’apparecchiatura - misurato in campo - calcolato come segue: n

Pngnaux HG Φ⋅+=Φ , [W] (B28) dove: ФPn potenza utile nominale espressa in kW G,H,n parametri riportati nel prospetto B16


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L’origine dei dati deve essere riportata nella relazione di calcolo.

NOTA: per i carichi elettrici variabili utilizzare la potenza media

L’energia ausiliaria complessiva assorbita dal sottosistema di generazione è data da:

∑ ⋅Φ= i i,ongn,auxgn,aux tW [Wh] (B29)

L’energia elettrica ausiliaria si suddivide tra quella assorbita da dispositivi ausiliari posti a monte del focolare (es. ventilatore aria comburente, pompe combustibile etc.) e quella assorbita da dispositivi posti a valle del focolare (es. pompe del generatore). Una quota di ciascuna delle due energie elettriche assorbita può essere recuperata come energia termica.

L’energia ausiliaria immessa prima del focolare e recuperata è data da:

brbri i,broni,brbr kktQ ⋅Φ=⋅⋅Φ= ∑ [Wh] (B30)

dove: ton = FC · tgn kbr,i Fattore di recupero dell’energia elettrica immessa prima del focolare. I valori di default di kbr sono riportati nel prospetto B17. L’energia ausiliaria immessa dopo il focolare e recuperata è data da:

afafi i,afoni,afaf kktQ ⋅Φ=⋅⋅Φ= ∑ [Wh] (B31) dove: kaf,i Fattore di recupero dell’energia elettrica immessa dopo il focolare assunto pari a 0,85 B.3.5 Fattore di carico al focolare

Il fattore di carico FC è dato da:

offon

on

gn

ontt

tttFC

+== [%] (B32)

dove tgn tempo di attivazione del generatore; [s] ton tempo di accensione del bruciatore (aperture della valvole del combustibile, si trascurano pre e post ventilazione) [s] toff tempo di attesa a bruciatore spento (e generatore in temperatura) [s] Il fattore di carico può essere calcolato oppure misurato in opera nel caso di impianti esistenti. B.3.5.1 Procedura di calcolo Sono previste le seguenti procedure di calcolo a seconda del tipo di generatore: - generatori di calore monostadio - generatori di calore multistadio o modulanti - generatori di calore a condensazione - generatori modulari B.3.5.2 Generatori monostadio 1) Determinare la quantità di calore che il generatore deve fornire Qgn,out. In generale esso è uguale alla

somma dei fabbisogni di calore Qd,in,i dei sottosistemi di distribuzione da esso alimentati. Nel caso di più sottosistemi di generazione, far riferimento al paragrafo B.1.2 per la ripartizione del carico totale fra i generatori e determinare il carico Qgn,out,i di ciascun generatore.

2) Determinare il tempo di attivazione del generatore tgn (tempo complessivo ton + toff).


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3) Porre il fattore di carico FC=1. Il valore corretto di FC è determinato per iterazioni successive. Se il valore di FC è noto (misurato in un sistema reale), eseguire i passi 4 e 5 e poi passare direttamente al passo 8 (non è richiesto il calcolo iterativo)

4) Determinare il valore dei fattori di perdita corretti Pch,on, Pch,off e Pgn,env in conformità al paragrafo B.2.3.3 ed utilizzando il valore corrente di FC.

5) Determinare i valori di Waux,gn Qbr in conformità alle formule B29 e B30, utilizzando il valore corrente di FC 6) Determinare il nuovo valore di FC con:

( )

off,chon,chref

cn

ref

brbrcn

env,gnoff,chref1

afout,g

PPk100

PPt

QQ100

FC+

ΦΦ

−Φ

Φ⋅+Φ⋅

++Φ⋅

−⋅

= [-] (B33)

7) ripetere i passi 4, 5 e 6 finché FC converge (variazione di FC inferiore a 0,01). NOTA: Normalmente è sufficiente una sola iterazione. Possono essere necessarie più iterazioni quando FC è prossimo a zero

8) calcolare il fabbisogno di combustibile con: FCtQ gncnin,gn ⋅⋅Φ= [Wh] (B34)

9) calcolare le perdite totali con: afbrout,gnin,gnt,l,gn QQQQQ ++−= [Wh] (B35)

10) Non ci sono perdite recuperabili in quanto se ne tiene conto con una riduzione delle perdite totali, perciò: 0Q rl,gn = [Wh] (B36)

Qualora non si sia tenuto conto delle perdite recuperabili mediante riduzione delle perdite al mantello (formula B19), le perdite recuperabili Qgn,env,rl sono calcolate come segue:

( ) env,gnenv,gnrl,env,gn Qk1Q ⋅−= [Wh] (B37)

B.3.5.3 Generatori multistadio e modulanti Un generatore multistadio o modulante è caratterizzato da 3 stati tipici di funzionamento:

1) bruciatore spento; 2) bruciatore acceso alla minima potenza; 3) bruciatore acceso alla massima potenza;

Il metodo di calcolo ipotizza due sole possibili situazioni il generatore funziona ad intermittenza alla minima potenza il generatore funziona con continuità ad una potenza compresa fra il minimo ed il massimo.

B.3.5.3.1 Dati aggiuntivi richiesti per i generatori multistadio o modulanti I seguenti dati aggiuntivi sono richiesti per caratterizzare un generatore multistadio o modulante:

Φcn,min potenza minima al focolare di funzionamento continuo a fiamma accesa

P’ch,on,min fattori di perdita Pch,on alla potenza minima al focolare Φcn,min

Φbr,min potenza degli ausiliari elettrici alla potenza minima al focolare Φcn,min


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In mancanza di dati dichiarati dal costruttore o di misure in campo, valori di default sono riportati nei prospetti B18 e B19. Si considera che i valori nominali siano quelli alla potenza massima, perciò:

Φcn,max= Φcn potenza massima al focolare [W] P’ch,on,max= P’ch,on fattore di perdita P’ch,on alla potenza massima al focolare [%]

Il calcolo inizia utilizzando il metodo definito nel paragrafo B.3.5 utilizzando:

Φcn,min al posto di Φcn

P’ch,on,min al posto di P’ch,on

Φbr,min al posto di Φbr Se FC converge ad un valore minore od uguale ad 1, si procede fino al termine della procedura prevista per i generatori monostadio. Se FC converge ad un valore maggiore di 1, si calcola la potenza media al focolare Φavg con la seguente procedura:

1. Determinare la quantità di calore che il generatore deve fornire Qgn,out. In generale esso è uguale alla soma dei fabbisogni di calore Qd,in,i dei sottosistemi di distribuzione alimentati. Nel caso di più sottosistemi di generazione, far riferimento al paragrafo B.1.2 per la ripartizione del carico totale fra i generatori e determinare il carico Qgn,out,i di ciascun generatore.

2. Calcolare Pgn,env con la formula B19 assumendo FC=1 3. Calcolare Pch,on,min e Pch,on,max con la formula B17 assumendo FC = 1 4. Calcolare Qaf assumendo FC=1 5. Porre Φcn,avg = Φcn,min 6. Calcolare Pch,on,avg con:

( )min,cnmax,cn

min,cnavg,cnmin,on,chon,chmin,on,chav,on,ch PPPP

Φ−Φ

Φ−Φ⋅−+= [%] (B38)

7. Calcolare Φbr,avg con:

( )min,max,

min,,min,max,min,,

cncn

cnavgcnbrbrbravgbr Φ−Φ

Φ−Φ⋅Φ−Φ+Φ=Φ [W] (B39)

8. Calcolare una nuova Φcn,avg con:

100P

1

k100

Pt

QQ

avg,on,ch

avg,brbrrefenv,gn

1

afout,gn

avg,cn−

Φ⋅−Φ+−

=Φ [W] (B40)

9. Ripetere i passi 5 e 7 finché Φcn,avg converge. Tipicamente una sola iterazione è sufficiente. 10. Calcolare il fabbisogno di combustibile con: gnavg,cnin,gn tQ ⋅Φ= [Wh] (B41)

11. Calcolare l’energia ausiliaria totale con:

( )avg,brafgnaux,gn tW Φ+Φ⋅= [Wh] (B42)

12. Calcolare l’energia ausiliaria recuperata con:

( )bravg,brafafgnrd,g kktW ⋅Φ+⋅Φ⋅= [Wh] (B43)


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13. Calcolare le perdite totali con:

gnafafgnbrbrout,gnin,gnt,l,gn tktkQQQ ⋅Φ⋅+⋅Φ⋅+−= [Wh] (B44)

14. Non ci sono perdite recuperabili in quanto se ne tiene conto con una riduzione delle perdite totali, perciò: 0Q rl,gn = [Wh] (B45)

Qualora non si sia tenuto conto delle perdite recuperabili mediante riduzione delle perdite al mantello (formula B19), le perdite recuperabili Qgn,rl sono calcolate come:

( ) env,gnenv,gnrl,gn Qk1Q ⋅−= [Wh] (B46)

B.3.5.4 Generatori a condensazione Nel caso dei generatori a condensazione si utilizzano le procedure definite nel paragrafo B.2.3 sostituendo rispettivamente Pch,on o Pch,on,avg e Pch,on,min con

P*ch,on = Pch,on – R, P*ch,on,avg = Pch,on,avg – Ravg e P*ch,on,min = Pch,on,min – Rmin [%] (B47)

dove:

R fattore di recupero di condensazione, espresso come percentuale di Φcn. [%]

Ravg fattore di recupero di condensazione alla potenza media, espresso come percentuale di Φcn,avg [%]

Rmin fattore di recupero di condensazione alla potenza minima, espresso come percentuale di Φcn,min [%]

NOTA: nel caso dei generatori a stadi occorre sostituire rispettivamente Pch,on o Pch,on,min con P*ch,on o P*ch,on,min, nel caso dei generatori modulanti occorre sostituire rispettivamente Pch,on,min o Pch,on,avg con P*ch,min o P*ch,on,avg

B.3.5.4.1 Calcolo del fattore di recupero per condensazione in base al ΔT fumi/acqua del generatore Temperatura di scarico dei fumi per generatori monostadio La temperatura di scarico dei fumi θfl è data da:

fl,wr,w,gnfl θΔ+θ=θ [°C] (B48)

dove: θgn,w,r temperatura effettiva dell’acqua di ritorno al generatore [°C] Δθwfl è la differenza fra la temperatura di ritorno dell’acqua nel generatore e la

corrispondente temperatura di scarico dei fumi [°C] Temperatura di scarico dei fumi per generatori modulanti Alla potenza minima, la temperatura di scarico dei fumi θfl,min è data da:

min,wflr,w,gnmin,fl θΔ+θ=θ [°C] (B49)

Alla potenza media �cn,avg, la differenza fra la temperatura di ritorno dell’acqua nel generatore e la corrispondente temperatura di scarico dei fumi alla potenza effettiva di funzionamento del generatore Δθwfl,avg è data da:

( )min,cnmax,cn

min,cnavg,cnmin,wflwflmin,wflavg,wfl Φ−Φ

Φ−Φ⋅θΔ−θΔ+θΔ=θΔ [%] (B50)

dove:


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Δθwfl è la differenza fra la temperatura di ritorno dell’acqua nel generatore e la corrispondente temperatura di scarico dei fumi alla potenza nominale (massima) [°C]

Δθwfl,min è la differenza fra la temperatura di ritorno dell’acqua nel generatore e la corrispondente temperatura di scarico dei fumi alla potenza minima [°C]

La temperatura di scarico dei fumi θfl è data da:

avg,wflr,w,gnfl θΔ+θ=θ [°C] (B51)

dove: θgn,w,r temperatura effettiva dell’acqua di ritorno al generatore [°C]

Tenore di ossigeno dei fumi per generatori modulanti Alla potenza media Φcn,avg, il tenore di ossigeno dei fumi O2avg è dato da:

( )min,cnmax,cn

min,cnavg,cnmin,2max,2min,2avg2 OOOO

Φ−Φ

Φ−Φ⋅−+= [%] (B52)

dove: O2,max è il tenore di ossigeno dei fumi alla potenza nominale (massima) [°C]

O2,min è il tenore di ossigeno dei fumi alla potenza minima [°C] Si utilizzano i dati forniti dal fabbricante. Calcolo del fattore di recupero R (generatori monostadio) Il volume reale di fumi stechiometrici Vfl,dry è dato da:

dry,fl2

dry,st,fldry,fl O94,2094,20VV

−⋅= [Nm³/Nm³] [Nm³/kg] (B53)

dove O2fl,dry è il tenore di ossigeno nei fumi secchi [%]

Vfl,st,dry è il volume dei fumi stechiometrici secchi prodotti per unità di combustibile [Nm³/Nm³] o [Nm³/kg]

Il volume reale di aria comburente Vair,dry è dato da:

Vair,dry = Vair,st,dry + Vfl,dry – Vfl,st,dry [Nm³/Nm³] o [Nm³/kg] (B54) dove: Vair,st,dry è il volume dell’aria comburente stechiometrica secca per unità di combustibile [Nm³/Nm³] o [Nm³/kg] NOTA: Vfl,dry – Vfl,st,dry non è altro che l'eccesso d'aria Si calcolano i contenuti di vapor d’acqua alla saturazione per l'aria MH2O,air,sat e per i fumi MH2O,fl,sat in base alle rispettive temperature θair (temperatura aria comburente) e θfl (temperatura fumi) esprimendole in kg di vapor d’acqua per Nm³ di aria secca o di fumi secchi. I dati necessari si trovano nel prospetto B8. Per altre temperature si possono eseguire interpolazioni lineari o polinomiali.


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Prospetto B8 – Umidità alla saturazione in funzione della temperatura Temperatura θair oppure θfl °C 0 10 20 30 40 50 60 70

Contenuto di vapor d’acqua alla saturazione MH2O,air,sat oppure MH2O,fl,sat

kg/Nm³ 0,00493 0,00986 0,01912 0,03521 0,06331 0,1112 0,1975 0,3596

NOTA: l'umidità alla saturazione è espressa come kg di vapor acqueo per Nm³ di gas secco Il contenuto di vapor d’acqua totale dell'aria comburente MH2O,air è dato da:

100

HUMVMM airdry,airsat,air,O2Hair,O2H ⋅⋅= [kg/Nm³] o [kg/kg] (B55)

In assenza di dati misurati si pone HUMair = 50% Il contenuto di vapor d’acqua totale dei fumi MH2O,fl è dato da:

100

HUMVMM fldry,flsat,fl,O2Hfl,O2H ⋅⋅= [kg/Nm³] o [kg/kg] (B56)

In assenza di dati misurati o specificati dal costruttore si pone HUMfl = 100% La quantità di condensa prodotta MH2O,cond è data da:

MH2O,cond = MH2O,st + MH2O,air - MH2O,fl [kg/Nm³] o [kg/kg] (B57) dove:

MH2O,st è la massa di condensa prodotta per unità di massa di combustibile [kg/Nm³] o [kg/kg] Se MH2O,cond è negativo non c'è condensazione. In questo caso si pone MH2O,cond = 0 e risulta R = 0. Il calore latente di condensazione del vapor acqueo Hcond,fl è dato da:

Hcond,fl = 2500600 – θfl · 2435 [J/kg] (B58)

Il calore liberato per condensazione Qcond è dato da:

Qcond = MH2O,cond · Hcond.fl [J/Nm³] o [J/kg] (B59) Il fattore di correzione del rendimento R (oppure Ravg) è dato da:

i

condHQ100R ⋅

= [%] (B60)

I dati dei default dei combustibili sono riportati nel prospetto B21. Calcolo di Rmin ed Ravg (generatori modulanti e multistadio) Il calcolo di Rmin ed Ravg per i generatori modulanti si effettua utilizzando rispettivamente θfl,min e O2,min θfl,avg e O2,avg al posto di θfl e O2. B.3.3.5 Generatori modulari Un generatore modulare consiste di Nt moduli o generatori, ciascuno avente potenza al focolare minime e massime Φcn,i,max e Φcn,i,min, assemblati a cura o secondo le istruzioni del costruttore in una unica unità fisica o funzionale. La potenza al focolare complessiva del generatore modulare complessivo è data da

Φ∗cn = Φcn,i,,max · Nt [W] (B61)


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In generale sono possibili le seguenti tre soluzioni: (1) Sistemi modulari senza intercettazione idraulica dei moduli (2) Sistemi modulari con intercettazione idraulica dei moduli e inserimento del numero minimo possibile di moduli in relazione al

fattore di carico (3) Sistemi modulari con intercettazione idraulica dei moduli e inserimento del numero massimo possibile di moduli in relazione al

fattore di carico

La soluzione (2) è normalmente adottata nel caso di generatori non condensanti, mentre la soluzione (3) è prevista nel caso di generatori a condensazione.

In assenza di indicazioni in merito alla soluzione adottata si assume come riferimento la soluzione (1). Sistemi modulari senza intercettazione idraulica dei moduli Se il generatore modulare non è dotato di un dispositivo che spegne ed interrompe la circolazione di acqua nei moduli inutilizzati, qualunque sia la modalità di inserimento/disinserimento dei moduli, le perdite effettive del generatore modulare si calcolano con la procedura definita al paragrafo B.5.2.3 (generatori modulanti) ipotizzando: Φcn,max = Φcn,i,max · Nt Φcn,min = Φcn,i,min · Nt

Sistemi modulari con intercettazione idraulica dei moduli ed inserimento del minimo numero possibile di moduli Se il generatore modulare è dotato di un dispositivo che spegne ed interrompe la circolazione di acqua nei moduli inutilizzati e la modalità di regolazione prevede il funzionamento del minimo numero possibile di moduli, il numero N di moduli in funzione si calcola come segue:

( )1*FCNintN t +⋅= [-] (B62)

dove FC* è calcolato in conformità al paragrafo B.3.5.3 (generatori monostadio) ipotizzando un generatore di calore monostadio avente potenza al focolare Φ∗

cn, ossia pari alla somma delle potenze al focolare a pieno carico dei moduli e fattori di perdita percentuali uguali a quelli del generatore modulare in esame alla massima potenza.

NOTA: I fattori di perdita del generatore modulare complessivo, essendo espressi in percentuale della rispettiva potenza al focolare, sono uguali a quelli del singolo modulo.

Le perdite effettive del generatore modulare si calcolano con la procedura definita al paragrafo B.5.2.3 (generatori modulanti) ipotizzando: Φcn,max = Φcn,i,max · N Φcn,min = Φcn,i,min

Sistemi modulari con intercettazione idraulica dei moduli ed inserimento del massimo numero possibile di moduli Se il generatore modulare è dotato di un dispositivo che spegne ed interrompe la circolazione di acqua nei moduli inutilizzati e la modalità di regolazione prevede il funzionamento del massimo numero possibile di moduli, il numero N di moduli in funzione si calcola come segue:

( )1*FCNintN t +⋅= [-] (B63)

dove FC* è calcolato in conformità al paragrafo B.3.5.3 (generatori monostadio) ipotizzando un generatore di calore monostadio avente potenza al focolare Φ∗

cn = Nt Φcn,i,min ossia potenza complessiva di tutti i moduli alla minima potenza del focolare in funzionamento continuo ed a fiamma accesa) e fattori di perdita percentuali uguali a quelli del generatore modulare in esame alla minima potenza. Se risulta N>Nt si pone Nt=N. Le perdite effettive del generatore modulare si calcolano con la procedura definita al paragrafo B.5.2.3 (generatori modulanti) ipotizzando:

Φcn,max = Φcn,i,max · N Φcn,min = Φcn,i,min


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Valori di default Prospetto B9 Valori di default per P’ch,ON e θ’gn,test

Descrizione θ’gn,test P’ch,on [%] Generatore atmosferico tipo B 70 12 Generatore di tipo C11 70 10 Caldaia a gas con bruciatore ad aria soffiata 70 10 Caldaia a gasolio/biodiesel con bruciatore ad aria soffiata

70 10

Prospetto B10 Valori di default dell’esponente n

Tipologia del generatore Mch,on n Generatore a parete 0-1 kg/kW 0,05 Generatore di acciaio 1-2 kg/kW 0,1 Generatore in ghisa > 2 kg/kW 0,15

Prospetto B11 Valori di default dei parametri A e B Tipo di isolamento del mantello A B

Generatore alto rendimento, ben isolato 1.72 0,44 Generatore ben isolato e manutenuto 3.45 0,88 Generatore vecchio, isolamento medio 6.90 1,76 Generatore vecchio, isolamento scadente 8,36 2,2 Generatore non isolato 10.35 2,64

Prospetto B12 Valori di default del parametro kgn,env Tipo ed ubicazione del generatore kgn,env

Generatore installato entro lo spazio riscaldato 0,1 Generatore di tipo B installato entro lo spazio riscaldato 0,2 Generatore in centrale termica 0,7 Generatore all’esterno 1

Prospetto B13 Valori di default del parametro m

Descrizione Mgn,env m

Circolazione permanente di acqua in caldaia 0,0 Interruzione della circolazione in caldaia a temperatura ambiente raggiunta. La pompa primaria si ferma alcuni minuti dopo il bruciatore ed entrambi vengono fermati dal termostato ambiente

- < 1 kg/kW - 1÷3 kg/kW - > 3 kg/kW

0,15 0,1 0,05

Prospetto B14 Valori di default di P’ch,OFF Descrizione P’ch,off [%]

Bruciatori ad aria soffiata con chiusura dell’aria comburente all’arresto Bruciatori soffiati a premiscelazione totale

0.2

Generatori con scarico a parete 0.2 Bruciatori ad aria soffiata senza chiusura dell’aria comburente all’arresto Altezza camino < 10 m Altezza camino > 10 m

1,0 1,2

Bruciatori atmosferici a gas Altezza camino < 10 m Altezza camino > 10 m

1.2 1.6


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Prospetto B15 Valori di default dell’esponente p

Descrizione Mch,OFF p

Circolazione permanente di acqua in caldaia 0,0 Interruzione della circolazione in caldaia a temperatura ambiente raggiunta. La pompa primaria si ferma alcuni minuti dopo il bruciatore ed entrambi vengono fermati dal termostato ambiente

- generatore a parete - generatore di acciaio a fascio tubiero - generatore in ghisa

< 1 kg/kW 1÷3 kg/kW > 3 kg/kW

0,15 0,1 0,05

Prospetto B16 - Parametri per il calcolo della potenza degli ausiliari

Tipo di generatore e di bruciatore G H n

Generatore standard con bruciatore atmosferico 5 1,6

Generatore standard con bruciatore ad aria soffiata 20 1,8

Generatore a bassa temperatura con bruciatore atmosferico 5 1,6

Generatore a bassa temperatura con bruciatore ad aria soffiata 20 1,8

Generatore a condensazione 20 1,8

0,5

Prospetto B17 - Valori di default dei fattori di recupero dell’energia ausiliaria kbr

Descrizione kbr

Ventilatore aria comburente 0,8 Pompa primaria 0,85

Prospetto B18 - Valori di default della potenza minima al focolare per generatori multistadio o

Modulanti Descrizione Valore

Bruciatore di gas 0,3 · Φcn Bruciatore di combustibile liquido 0,5 · Φcn

Prospetto B19 Valori di default di P’ch,ON,min e θ’gn,test per generatori multistadio o modulanti

Descrizione θ’gn,test P’ch,on,min [%] Generatore atmosferico tipo B 70 15 Generatore di tipo C11 70 12

Caldaia a gas con bruciatore ad aria soffiata 70 8 Caldaia a gasolio/biodiesel con bruciatore ad aria soffiata

70 10

Prospetto B20 - Valori di default di delle potenze degli ausiliari per generatori multistadio o modulanti

Descrizione Valore

Ventilatore aria comburente ed ausiliari bruciatore (gas) Φbr,min = Φcn,min · 0,002 Ventilatore aria comburente ed ausiliari bruciatore (gasolio) Φbr,min = Φcn.min · 0,003 Ventilatore aria comburente ed ausiliari bruciatore (olio combustibile) - senza riscaldatore - con riscaldatore

Φbr,min = Φcn,min · 0,004 Φbr,min = Φcn,min · 0,02


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Prospetto B21 - Valori di default delle caratteristiche dei combustibili

Grandezza Simbolo Gas naturale (valore nazionale) Gasolio

Potere calorifico superiore Hs 35.169 ·106 [J/Nm³]

131.985 ·106 [J/kg]

Potere calorifico inferiore Hi 31.652 · 106 [J/Nm³]

121.603 ·106 [J/kg]

Volume di aria comburente stechiometrica Vair,st 8.4

[Nm³/Nm³] 30.94

[Nm³/kg] Volume dei fumi secchi stechiometrici Vfl,st,dry 7.7

[Nm³/Nm³] 28.44

[Nm³/kg]

Produzione di condensato MH2O,st 1.405 [kg/Nm³]

4.03 [kg/kg]

Origine dei parametri Prospetto B22 – Fonti di reperimento dei dati per il calcolo delle perdite di generazione con il metodo analitico Simbolo Impianto di nuova installazione o ristrutturato Impianto esistente

Φcn

Potenza dichiarata secondo norme tecniche specifiche, riportata nei bollettini tecnici del fabbricante o nella targa.

Ove il dato non sia reperibile dai bollettini tecnici del fabbricante, dalla targa caratteristica o dal libretto di centrale si deve effettuare una prova di portata del bruciatore (calcolo in base alla lettura del contatore od al calibro e pressione di alimentazione dell’ugello)

Φun Da Φcn e dai fattori di perdita corretti: Φun=(Φcn+Φbr·ηbr)·[1-(Pf+Pd)/100] Pf’

Dai bollettini tecnici del fabbricante, dal libretto di centrale.

Ove il dato non sia reperibile dai bollettini tecnici del fabbricante o dal libretto di centrale si deve effettuare la determinazione delle perdite al camino con prove di combustione secondo UNI ..

Pd’ Dai bollettini tecnici del fabbricante Dai dati di default della presente specifica Pbs’ Dai dati forniti dal fabbricante Dai dati di default della presente specifica

Δθ Differenza di temperatura tra la temperatura media acqua in caldaia e la temperatura in centrale termica

Dai dati di progetto o da rilievi in campo

Wpo Si deduce dalla potenza di targa delle pompe moltiplicata per 0,85

Si deduce dalla potenza di targa moltiplicata per 0,85

Wbr Ove non disponibile si trascura Si trascura

pren 15316

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