Installazione dei Sistemi di Contabilizzazione e Termoregolazione Energetica Ing. Giancarlo Cerveglieri

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1 Lecco, 17 novembre 2015 Politecnico di Milano Installazione dei Sistemi di Contabilizzazione e Termoregolazione Energetica

2 Metodo diretto : misura corretta Contabilizzazione energia termica fornita Metodo indiretto : misura approssimativa (applicabile solo a radiatori e convettori, ma non a pannelli radianti, ventilconvettori ed impianti a tutt aria)

3 Sistemi di Contabilizzazione Energia Termica : Metodo Diretto Laddove fosse possibile dal punto di vista tecnico-economico sono installati : un contatore condominiale generale; un contatore per singola unità immobiliari Per la misura della potenza termica fornita, applicando il metodo diretto, si adotta la seguente formula : Q fornita m [W] = c 3600 Efornita [Wh] = Q t fornita ( T T ) in_contatore out_contatore acqua Dove : c [J/(KgK)] è il calore specifico dell acqua, pari a 4186 [J/(KgK)]; m [Kg/h] è la portata massica del flusso d acqua attraverso il sistema; T in_contatore [ C] è la temperatura di ingresso dell acqua al contatore; T out_contatore [ C] è la temperatura di uscita dell acqua dal contatore t[h] è l intervallo di tempo relativo alla misura

4 Scambio Termico del Terminale ( Radiatore/Convettore ) Due sono le modalità : per convezione per irraggiamento Globalmente : Q Q '' conv '' rad '' TOT [W/m [W/m 2 sup 2 sup 2 sup ] = h ] = h conv rad '' ( T T ) sup amb ( T T ) conv sup Q [W/m ] = Q + Q '' rad mrad ETOT [Wh] = Q t '' TOT Dove : h conv [W/(m 2 K)] è il coefficiente convettivo, funzione delle condizioni operative dell aria ambiente, come la sua velocità e temperatura; h rad [W/(m 2 K)] è il coefficiente radiativo, funzione della temperatura media radiante della superficie esterna del terminale, della temperatura ambiente e dell emissività, la quale non è solo funzione della temperatura superficiale del corpo emittente, ma anche delle caratteristiche superficiali del corpo stesso; T sup [ C] è la temperatura superficiale del terminale; T amb [ C] è la temperatura dell ambiente dove il terminale è collocato; T mrad [ C] è la temperatura media radiante del terminale t[h] è l intervallo di tempo relativo alla misura

5 Scambio Termico del Terminale ( Radiatore/Convettore ) Incidenza delle caratteristiche superficiali

6 Scambio Termico del Terminale ( Radiatore/Convettore ) Ripartizione dello scambio termico per radiazione e convezione Tipo di elemento Radiazione (%) Convezione (%) Pannello singolo Pannello doppio Pannello triplo colonne colonne colonne colonne Convettori

7 Scambio Termico del Terminale ( Radiatore/Convettore ) Fattori che incrementano/decrementano lo scambio termico Fattori che incrementano lo scambio termico Diminuzione della distanza tra radiatore e pavimento Aumento dello spazio tra radiatore e parete laterale posteriore Applicazione di un riflettore sulla parete posteriore Connessioni idrauliche sulla parte superiore Inserimento di alette che aumentino la superficie scambiante Fattori che decrementano lo scambio termico Diminuzione delle portate di acqua Installazione a ridosso della parete verticale Applicazione di un pannello schermante non posteriormente al radiatore ( fino al 70% ) Presenza di incrostazioni con conseguente riduzione di sezione di passaggio fluido Presenza di bolle d aria Utilizzo di vernici metalliche ( fino al 10% ) Installazione in cassette incassate

8 Sistemi di Contabilizzazione Energia Termica : Metodo Indiretto Installazione di ripartitori con uno o più sensori di temperatura per singolo terminale termico in ogni unità immobiliare Ogni dispositivo è dotato di : un modulo di calcolo e trasmissione dei dati; uno o più sensori di temperatura, in alcune configurazioni anche esterni al case; un display di visualizzazione del conteggio; un sistema di alimentazione; una piastra metallica di fissaggio e accoppiamento termico Tramite le misure effettuate i ripartitori stimano la potenza/energia totale specifica scambiata tra terminale termico ed ambiente

9 Sistemi di Contabilizzazione Energia Termica : Metodo Indiretto Differenti tipologie di ripartitori sono presenti in commercio : il dispositivo a singolo sensore misura solo la temperatura della superficie del terminale dove è installato, assumendo una temperatura ambiente di 20 C; il dispositivo a due sensori misura, rispetto al precedente, anche la temperatura ambiente con sensore incorporato o attraverso dispositivi wireless; il dispositivo a sensore multiplo, rispetto al precedente, misura due temperature superficiali del terminale derivandone la media

10 Sistemi di Contabilizzazione Energia Termica : Metodo Indiretto Per ogni terminale il ripartitore calcola l integrale nel tempo della differenza, T[ C], tra la temperatura del corpo scaldante e quella dell aria ambiente in cui lo stesso ripartitore è installato secondo la seguente formula per singola unità di ripartizione, UR cs,e : UR CS, e = K C,e K Q,e K T,e T θ 60 n dθ Dove : K C,e è il fattore di valutazione di riferimento relativo al contatto termico del sensore; K Q,e è il fattore di valutazione di riferimento relativo al potenza nominale; K T,e è il fattore di valutazione di riferimento relativo al caso in cui siano presenti temperature interne di progetto inferiori a quelle di riferimento; n è un valore compreso tra 12 ed 14, usato allo scopo di definire il rapporto tra potenza scambiata per irraggiamento e per convezione

11 Sistemi di Contabilizzazione Energia Termica : Metodo Indiretto Globalmente, per edificio condominiale, si ottiene la seguente frazione di unità di ripartizione per appartamento rispetto all intero edificio: UR UR app_j edif = app_tot n ncs UR CS,i = 1 n ( UR ) CS,i i CS j= 1 i= 1 Dove : UR app_j si riferisce alla somma delle unità di ripartizione per terminale presenti nell intero appartamento j-esimo; UR edif si riferisce alla somma delle UR app_j nell intero edificio

12 Errore di Misura dello Strumento La norma UNI10200 prevede la specifica, relativa all impianto, dell errore di misura medio stagionale sia per i contatori di energia diretti che per i ripartitori L errore massimo permesso in contatori di energia diretti è legata alla portata d acqua nominale del contatore e al minimo T misurabile dallo stesso L errore massimo permesso nei ripartitori è molto più aleatorio, in quanto dipende principalmente dai fattori di valutazione K C,e e K Q,e che dipendono dalle condizioni operative del sistema radiatore-ripartitoreambiente : installazione radiatore e ripartitore sullo stesso, flusso termoconvettore e condizione termodinamiche ambientali

13 Pro e Contro dei Due Metodi Diretto Indiretto Potenza scambiata con ambiente più accuratamente calcolata Elevati costi di impianto e di gestione e manutenzione Spesso complicata installazione in complessi residenziali già esistenti Costo di impianto e di gestione e manutenzione contenuti Semplicità di installazione Potenza scambiata con ambiente non accuratamente calcolata, causa utilizzo di condizioni di riferimento non coincidenti con le effettive

14 Termoregolazione con Valvole Termostatiche e Termostato di Zona - Criticità

15 Installazione dei Sistemi di Contabilizzazione e Termoregolazione Energetica CONTATTI GRAZIE gcerveglieri@energyencom 15