ri.02 - Comune di Aci Catena

1 PREMESSALa presente relazione tecnica ha come scopo quello di illustrare, visto lo stato attuale dell’edificio da destinarea Turismo Sociale, sito in Linguaglossa, S.P. 59/IV, di proprietà del Comune di Lingualgossa, le scelteprogettuali adottate per la realizzazione dell’impianto di condizionamento e di produzione dell’acqua sanitariadello stesso.2 NORMATIVA DI RIFERIMENTOLa progettazione dell’impianto a servizio dell’edificio è stata eseguita nel rispetto della normativa vigente, diseguito riportata:• D.M. 23.09.1957: "Capitolato programma tipo per impianti di riscaldamento e condizionamento ";• Circolare Ministero Lavori Pubblici del 22 Novembre 1974, n° 13011: “Requisiti fisico-tecnici per lecostruzioni edilizie ospedaliere. Proprietà termiche, igrometriche, di ventilazione e di illuminazione;• D.M. 01.12.1975: "Norme di sicurezza per apparecchi contenenti liquidi caldi sotto pressione". -Specifiche tecniche emanate dall'I.S.P.E.S.L., raccolta R/82;• D. Lgs. 192/2005 e D. Lgs. 311/2006 : Attuazione della direttiva 2002/91/CE relativa al rendimentoenergetico nell'edilizia;• D.M. 37/2008: “Disposizioni in materia di impianti negli edifici”;• D.P.R. 59/2009 : “Regolamento di attuazione dell'articolo 4, comma 1, lettere a) e b), del decretolegislativo 19 agosto 2005, n. 192, concernente attuazione della direttiva 2002/91/CE sul rendimentoenergetico in edilizia”;• D.lgs. 03.03.2011 n°28: “Recepimento Direttiva 2009/28/Ce sulla promozione dell’uso dell’energia dafonti rinnovabili”.• Norme UNI:• UNI 10344 - Riscaldamento degli edifici - calcolo del fabbisogno di energia, attuativa dell'art.8, comma3;• UNI 10345 - Riscaldamento e raffrescamento degli edifici - trasmittanza termica dei componenti edilizifinestrati, strumentale per l'applicazione della UNI 10344;• UNI 10346 - Riscaldamento e raffrescamento degli edifici - scambi di energia termica tra terreno ededificio - metodo di calcolo, strumentale per l'applicazione della UNI 10344;• UNI 10347 - Riscaldamento e raffrescamento degli edifici - energia termica scambiata tra unatubazione e l'ambiente circostante - metodo di calcolo, strumentale per l'applicazione della UNI 10344;• UNI 10348 - Riscaldamento degli edifici - rendimento dei sistemi di riscaldamento - metodo di calcolo,attuativa dell'art.5, comma 2;• UNI 10349 - Riscaldamento degli edifici - dati climatici, strumentale per l'applicazione della UNI 10344;• UNI 10351 - Materiali da costruzione - valori della conduttività e permeabilità al vapore, strumentaleper l'applicazione della UNI 10344;• UNI 10375 – Metodo di calcolo della temperatura interna estiva;• UNI 10379 - Riscaldamento degli edifici - fabbisogno energetico convenzionale normalizzato - metododi calcolo, attuativa dell'art.8 comma 3;• UNI/TS 11300-1:2008 "Prestazioni energetiche degli edifici - Parte 1: Determinazione del fabbisognodi energia termica dell'edificio per la climatizzazione estiva ed invernale"• UNI/TS 11300-2:2008 "Prestazioni energetiche degli edifici - Parte 2: Determinazione del fabbisognodi energia primaria e dei rendimenti per la climatizzazione invernale e per la produzione di acquacalda sanitaria"• UNI 8477: valori ed espressioni da utilizzare per il calcolo dei dati astronomici relativi a declinazionesolare, angolo orario del tramonto astronomico.• La radiazione solare globale al suolo in Italia (media 1994-1999) edito dall'ENEA per i valori diradiazione globale al suolo nell'area di CataniaComune di Linguaglossa dicembre 2011 1Progetto per la realizzazione di un Centro di Turismo Sociale Relazione impianti climatizzazione Progetto esecutivo

3 DESCRIZIONE DELL’IMPIANTOL’edificio non è dotato di impianto di riscaldamento e/o condizionamento (ad eccezione di due camini esistentinelle sale comuni a piano terra. Pertanto il progetto prevede la realizzazione di un nuovo impianto dicondizionamento degli ambianti di tipo centralizzato. In particolare si prevede l’istallazione di un impiantointegrato costituito da un generatore a pompa di calore di tipo Aria/Acqua con ventilatori assiali, compressoree pompa di circolazione integrata di tipo inverter, ventilconvettori per interno, sistema di gestione dell’impiantodi condizionamento e produzione di acqua calda sanitaria di tipo centralizzato ed integrato con i pannelli solari(per la produzione del 50% dell’acqua calda sanitaria).I dimensionamenti delle apparecchiature sono stati eseguiti con riferimento ai seguenti dati:Condizioni climatiche esterne-Estate: Temperatura massima b.s. +33,5°CUmidità rel. 48%-Inverno: Temperatura minima convenzionale +2°CUmidità rel. 86%Condizioni climatiche interne-Estate: t= 26°C±1 - u.r. 50%±5-Inverno: t= 20°C±1 – u.r. 40%±5Calcolo dei carichi termiciPer il calcolo dei carichi termici, considerando la località la condizione peggiore è certamente quella invernale,pertanto il dimensionamento è stato effettuato sulla base dei calcoli riportati nella relazione specialistica sulrisparmio energetico – calcolo del fabbisogno termico dell’edificio.In particolare si avrà:RIASSUNTO DISPERSIONI TERMICHE ALLOGGIOPotenza totale dei locali per dispersioni termiche per trasmissione con l’esterno 16563 [W]Potenza totale dei locali compreso le infiltrazioni 16563 [W]Rapporto Dispersioni termiche/Volume netto edificio 20.66 [W/m 3 ]Potenza necessaria per il trattamento dell’aria di ventilazione (*) 0 [W]Totale Generale (**) 16563 [W]Legenda :(*)(**)Valore utile per il dimensionamento della batteria di riscaldamento dell’unità di trattamentodell’ariaValore utile per il dimensionamento del generatore di calore. Questo valore è calcolatotenendo conto che la ventilazioneè ricavata dallo stesso generatore che alimenta i locali, la ventilazione è composta da ariaesterna (senza ricircolo).--Il fabbisogno di produzione acqua calda sanitaria per tutto l’anno [(UNI/TS 11300-2)], come può evincersidalla relazione sulla “Rispondenza alle prescrizioni in materia di contenimento del consumo energetico degliedifici”, ammonta a 7.427 KWh.Comune di Linguaglossa dicembre 2011 2Progetto per la realizzazione di un Centro di Turismo Sociale Relazione impianti climatizzazione Progetto esecutivo

Sistema di produzione di acqua calda sanitariaIl sistema è accoppiato con un sistema di gestione dell’impianto di condizionamento e produzione di acquacalda sanitaria di tipo centralizzato ed integrato con i pannelli solari. Il sistema di gestione può essereschematizzato come segue:Dove:1: Sistema di gestione centralizzato;2: Sistme di gestione ACS;3: Pompa di calore;4: Eventuale Resistenza integrata nel generatore;5: Eventuale Resistenza integrata nel sistema di accumulo;6: Sonda di temperatura serbatoio;7: Accumulo acqua sanitaria;8: Accumulo per reffreddamento;9: Circolatori idraulici (integrati alla pompa di calore ed al sistema di accumulo;10: Sistema di produzione ACS alternativo (es. Pannelli Solari).La produzione di acqua calda sanitaria sarà garantita da un duplice sistema: i pannelli solari dimensionati pergarantire il 50 % del fabbisogno calcolato e la pompa di calore con ACS per la rimanente parte.Per il dimensionamento di tali collettori solari si è considerata l’incidenza solare media annua su una superficieunitaria di un metro quadrato nel territorio di Linguaglossa, che è di circa 1632 KWh.Pertanto, considerando un fabbisogno di produzione acqua calda sanitaria per tutto l’anno pari a 7.427 KWh eche i collettori solari devono coprire il 50 % del fabbisogno e che il rendimento locale si può considerare pari al40 %, la superficie di pannelli solari necessari sarà di:Sup= (7427:2):(1632x0.4) = 6.6 mqConsiderando che la superficie utile di un pannello è di circa 2.2 mq saranno necessari n° 3 collettori solari.4 SELEZIONE TERMINALI DELL’IMPIANTOData la destinazione d’uso dell’edificio in tutti i locali (ad eccezione dei corridoi e dei servizi igienici in camera),saranno installati ventilconvettori, alimentati da un impianto a due tubi. La regolazione della temperatura éprevista con termostato ambiente a commutazione estiva/invernale, agente sul ventilatore del ventilconvettore.La tabella, riportata qui di seguito per comodità di consultazione, riepiloga per i singoli locali costituentil'edificio, i parametri principali necessari per le selezione dei ventilconvettori nel funzionamento invernale.Comune di Linguaglossa dicembre 2011 3Progetto per la realizzazione di un Centro di Turismo Sociale Relazione impianti climatizzazione Progetto esecutivo

LocaleSup. utile(mq)Potenza termicanecessaria [W]Potenzatermica perambiente [W]Potenza termicasensibile delventilconvettore (acquain ingresso 50 ° C) [W]Serie Armec FCXo equivalenteIngresso 14,65 1172,00 1172,00 1360 17Sala TV 32,30 2584,00 2584,00 3550 34Soggiorno pranzo-cucina 47,12 3769,60 3769,60 4640 2x24Dis.-Bagno H 6,84 547,20 547,20 1360 17Lavanderia 4,55 364,00Locale utensili 3,14 251,20Letto H 12,68 824,20 1129,05 1360 17Bagno 4,69 304,85Letto 1 14,06 913,90 1153,10 1360 17Bagno 1 3,68 239,20Letto 2 13,91 904,15 1157,00 1360 17Bagno 2 3,89 252,85Letto 3 21,16 1375,40 1597,70 2320 24Bagno 3 3,42 222,30Letto 4 12,05 783,25 1067,30 1360 17Bagno 4 4,37 284,05Letto 5 16,66 1082,90 1348,10 1360 17Bagno 5 4,08 265,20Soggiorno 20,14 1309,10 1309,10 1360 17Totale 16834,15 21390,005 DIMENSIONAMENTO DELLE RETI IDRICHE DI ALIMENTAZIONE DEI CIRCUITI VENTILCONVETTORIE RADIATORISi passa ora al dimensionamento delle reti idriche di alimentazione dei circuiti dei radiatori e deiventilconvettori al fine di determinare le caratteristiche delle rispettive pompe di circolazione.Il criterio di dimensionamento adottato é quello che si basa sull'assegnazione, per i vari tronchi di reteattraversati da determinate portate di acqua, di diametri della tubazione tali da determinare, per quantopossibile, perdite di carico costanti per unità di lunghezza.A tal fine si utilizzano diagrammi del tipo riportati nel manuale del termotecnico (ed. Hoepli) dai quali épossibile ricavare il diametro della tubazione e la velocità dell'acqua, una volta fissata la portata in circolazionee la perdita di carico specifica.Individuato il percorso delle tubazioni, si riparte a ritroso verso la relativa pompa di circolazione, assegnandoai tratti finali le portate d'acqua precedentemente individuate e cumulando via via le portate d'acqua risultantidalla confluenza dei vari rami di circuito fino a individuare la portata totale di ciascun circuito.Per ogni tratto necessita quindi definire:- portata d'acqua;- diametro;- perdita di carico per metro;- velocità;- lunghezza;- numero e tipo di perdite di carico concentrate, presenti nelle tubazioni, quali curve, bruschi allargamenti orestringimenti, diramazioni o confluenze di flusso;- numero e tipo di perdite di carico dovuto a organi singolari, quali valvole di intercettazione o regolazione,accessori di impianto, batterie di scambio termico.Comune di Linguaglossa dicembre 2011 4Progetto per la realizzazione di un Centro di Turismo Sociale Relazione impianti climatizzazione Progetto esecutivo

Le perdite di carico in un circuito idraulico sono date dalla somma di due fattori: le perdite di carico distribuite equelle concentrate.Questi due fattori sono a loro volta proporzionali rispettivamente alla lunghezza reale del circuito (L) ed allaperdita di carico specifica (Δp/m) secondo la relazione: L x Δp/m ed alla componente cinetica definita dallarelazione:Z x v2/2gdove: Z = coefficiente di perdita di carico concentrata v = velocità del fluidog = accelerazione di gravità (9,81 m/s2)É anche possibile valutare la perdita di carico di un circuito in termini di sole perdite distribuite introducendo ilconcetto di lunghezza equivalente (Le), cioè quella lunghezza virtuale di tubazione rettilinea, di pari diametro,che darebbe luogo alla medesima perdita di carico prodotta localmente da un accessorio della reteattraversato dalla portata d'acqua prevista.In letteratura esistono tabelle e diagrammi che consentono di conoscere i coefficienti di perdita (Z) o lalunghezza equivalente (Le) risultando sempre possibile passare dall'una all'altra grandezza tramite larelazione:(Δp/m) x Le = Z x (v2/2g)Applicando i concetti e la metodologia sopra descritti si ricava, per i singoli rami di ogni circuito, il valore dellaperdita di carico; sommando le perdite di carico dei vari rami che compongono i circuiti di alimentazione deivari elementi terminali, si individua la perdita di carico totale di ciascun circuito inteso come l'insieme di tratti ditubazione che, partendo dalle rispettive pompe di circolazione e tornando alla centrale, raggiungono le singoleutenze.Di seguito si riporta la tabella di calcolo dei singoli tratti. Ipotizzando un salto termico di 5°C ed unatemperatura di esercizio di 45°C:TRATTO LOCALE LUNGH. CARICO CARICO PORTATA PORTATA PERD.SPEC. PERD.SPEC. DIAMETRO DIAMETRO[m] [kW] [kcal/h] [l/s] [kg/h] [Pa/m] [mm c.a./m] Teorico [mm] Comm. [mm]p-c1 30 21,39 18395,4 1,021978 3679,08 16,67 1,698947 66,36841 53c1-c2 4 9,12 7843,2 0,435738 1568,64 14,71 1,499071 50,06742 39c1-r1 ingresso 6 1,36 1169,6 0,064978 233,92 13,89 1,415789 25,52676 16c1-r2 sala TV 5 3,55 3053 0,169613 610,6 14,29 1,45624 35,85561 25c1-r3 Soggiorno-pranzo-cucina 5 2,32 1995,2 0,110846 399,04 14,29 1,45624 30,76455 20c1-r4 Soggiorno-pranzo-cucina 7 2,32 1995,2 0,110846 399,04 13,51 1,377524 31,10837 20c1-r5 Bagno H 14 1,36 1169,6 0,064978 233,92 11,36 1,158373 26,5721 16c1-r6 Letto H 6 1,36 1169,6 0,064978 233,92 13,89 1,415789 25,52676 16c2-r1 letto 1 2 1,36 1169,6 0,064978 233,92 13,89 1,415789 25,52676 16c2-r2 letto 2 6 1,36 1169,6 0,064978 233,92 12,50 1,27421 26,07037 16c2-r3 letto 3 3 2,32 1995,2 0,110846 399,04 13,51 1,377524 31,10837 20c2-r4 letto 4 8 1,36 1169,6 0,064978 233,92 11,90 1,213533 26,32602 16c2-r5 letto 5 12 1,36 1169,6 0,064978 233,92 10,87 1,108009 26,80938 16c2-r6 soggiorno-primo piano 9 1,36 1169,6 0,064978 233,92 11,63 1,185312 26,4502 16Comune di Linguaglossa dicembre 2011 5Progetto per la realizzazione di un Centro di Turismo Sociale Relazione impianti climatizzazione Progetto esecutivo

TRATTO LOCALE DIAMETRO VELOCITA' PERD.SPEC. PERD.SPEC. PERD.DIST PERD.CONCP.CONC/P.DIS P.TOT P.CIRC. P.CIRC.Comm. [mm] [m/s] [mm c.ca] [Pa/m] [Pa] [Pa] [Pa] [Pa] [mm c.a]p-c1 53 1,68135 51,27006 502,9593 15088,78 15949,12 1,057019 31037,9c1-c2 39 1,323839 51,23083 502,5745 2010,298 6478,075 3,222445 8488,373c1-r1 ingresso 16 1,173224 143,428 1407,028 8442,171 5221,786 0,618536 13663,96 44701,85 4,470185c1-r2 sala TV 25 1,254227 86,61134 849,6572 4248,286 8109,994 1,909004 12358,28 43396,18 4,339618c1-r3 Soggiorno-pranzo-cucina 20 1,280861 122,9114 1205,761 6028,804 8458,082 1,402945 14486,89 45524,78 4,552478c1-r4 Soggiorno-pranzo-cucina 20 1,280861 122,9114 1205,761 8440,326 8458,082 1,002104 16898,41 47936,31 4,793631c1-r5 Bagno H 16 1,173224 143,428 1407,028 19698,4 7096,273 0,360246 26794,67 57832,57 5,783257c1-r6 Letto H 16 1,173224 143,428 1407,028 8442,171 8435,193 0,999173 16877,36 47915,26 4,791526c2-r1 letto 1 16 1,173224 143,428 1407,028 2814,057 8435,193 2,99752 11249,25 50775,52 5,077552c2-r2 letto 2 16 1,173224 143,428 1407,028 8442,171 8435,193 0,999173 16877,36 56403,63 5,640363c2-r3 letto 3 20 1,280861 122,9114 1205,761 3617,282 10053,95 2,77942 13671,23 53197,5 5,31975c2-r4 letto 4 16 1,173224 143,428 1407,028 11256,23 8435,193 0,74938 19691,42 59217,69 5,921769c2-r5 letto 5 16 1,173224 143,428 1407,028 16884,34 8435,193 0,499587 25319,53 64845,8 6,48458c2-r6 soggiorno-primo piano 16 1,173224 143,428 1407,028 12663,26 8435,193 0,666116 21098,45 60624,72 6,062472Come calcolato in precedenza il circuito ventilconvettori, é caratterizzato da una portata complessiva di 1,2 l/s(4320 l/h) e perdita totale di 65 kPa. Tali valori devono essere ammessi dalla pompa di circolazione istallatanella macchina.6. DIMENSIONAMENTO DELLA CENTRALE TERMO-FRIGORIFERALa potenza termica richiesta dal circuito ventilconvettori (Ptv) risulta :Ptv = 21.390 Wil salto termico (Δtv) in condizioni di progetto é pertanto di:Δtv = (21390 x 0,86)/4320= 3,96 °C (ritorno impianto a 41,04 °C)Il generatore che si adotta deve essere in grado di fornire prestazioni superiori a quelle richieste pertanto siprevede che abbia le seguenti prestazioni (Es. Aermec ANLI 100 HX o similari):Frequenza F1: Prestazioni massime – Potenza Termica 31 kW; Potenza Frigorifera 29,43 kW;Frequenza F3: Prestazioni intermedie – Potenza Termica 20.08 kW; Potenza Frigorifera 20.32 kW;vasi di espansionePer la definizione completa dei componenti della centrale ternofrigorifera é necessario dimensionare ora i vasidi espansione chiusi e la valvola di sicurezza.É innanzi tutto necessario definire:a) contenuti d'acqua delle varie parti costituenti l'impianto, sia per quanto attiene al funzionamentoinvernale che estivo. Risultano pertanto i seguenti contenuti:1) rete ventilconvettori :726 l2) pompa di calore :100 lTotale = 826 litri.b) La pressione iniziale assoluta dell'impianto, data dall'altezza idrostatica dello stesso in corrispondenza alpunto di installazione del vaso di espansione, maggiorato di almeno 0,3 ÷ 0,5 bar per sicurezza.Nel caso in esame, l'altezza idrostatica dell'impianto è 3,0 m (ventilconvettori installati a quota +4,00e vaso di espansione in centrale termica a quota +1,00).c) Si definisce la pressione finale assoluta (Pf) dell'impianto, coincidente con quella cui é tarata la valvola disicurezza, dipendente dalla pressione massima di funzionamento dei terminali o della pompa di calore oltreComune di Linguaglossa dicembre 2011 6Progetto per la realizzazione di un Centro di Turismo Sociale Relazione impianti climatizzazione Progetto esecutivo

che della pressione idrostatica; di solito questo valore é mantenuto nei limiti di 4-5 bar assoluti (si fissa P = 4bar).d) Si definisce il coefficiente (E) di espansione dell'acqua nel campo delle temperature di funzionamento; atale fine si può fare riferimento alla tabella:Temperatura massima dell'acqua (°C)°C 20 30 40 50 60 70 80 90E 0,001 0,005 0,009 0,013 0,018 0,023 0,029 0,035Per il caso in esame si possono adottare i valori:per il funzionamento invernale E = 0,013 per il funzionamento estivo E = 0,005.Si calcola la capacità (V) dei vasi di espansione chiusi secondo la formula: V = (C x E)/(1 - Pi/Pf) risultapertanto:Vi = (826 x 0,013)/(1 – 1/4) = 8 lLa capacità dei vasi di espansione effettivamente installati dovrà eguagliare quella calcolata con unatolleranza del +/- 10%.Il calcolo del contenuto d'acqua del circuito estivo consente inoltre di valutare la necessità o meno diprevedere l'installazione di un serbatoio di accumulo, avente lo scopo di ridurre il numero di accensioni espegnimenti del refrigeratore, assicurando così una temperatura dell'acqua di alimentazione all'impianto piùcostante e salvaguardando i compressori da un eccessivo numero di partenze orarie.Uno dei criteri di verifica della adeguata capacità dell'impianto é quello che fissa un minimo di 25 litri di acquaper ogni kW di potenza frigorifera disponibile al gradino più basso di parzializzazione del refrigeratore d'acqua.Nel caso in esame il refrigeratore d'acqua é dotato di un compressore tipo scroll; il contenuto di acqua minimorichiesto per l'impianto é dunque di 31x25=775 litri a fronte di un valore calcolato di 826 litri e non si rendeperciò necessaria l'installazione di serbatoi di accumulo.Valvola di sicurezzaPer la scelta della valvola di sicurezza é necessario ricorrere ai cataloghi di costruttori per selezionare unmodello di diametro tale da scaricare, alla pressione relativa di intervento prevista di 3,0 bar, almeno lapotenza termica prodotta dalla pompa di calore e cioè 31 kW.Nel caso in esame si prevede l'installazione di una valvola di diametro nominale 1/2".7. SISTEMA DI GESTIONE E REGOLAZIONEIl sistema di regolazione dovrà consentire il controllo completo di ogni singolo componente dell’impiantoidronico, sia localmente che in maniera centralizzata (presso i locali tecnici) e, sfruttando la comunicazione trai vari componenti dell’impianto stesso, ne gestisce le prestazioni tenendo conto del confort dell’utente finale,ma raggiungendo ciò nella maniera più efficiente possibile (parzializzazione del carico) con conseguenterisparmio energetico (tipo Aermec VMF o simili)..Il sistema, attraverso la centralina di gestione che sarà collocata nella hall d’ingresso, consente il controllodella rete di ventilconvettori, la pompa di calore, la produzione dell’acqua calda sanitaria, accumulatori,circolatori e pannelli solari.Comune di Linguaglossa dicembre 2011 7Progetto per la realizzazione di un Centro di Turismo Sociale Relazione impianti climatizzazione Progetto esecutivo

Dalla centralina sarà possibile:- Identificare con un nome ciascun locale climatizzato;- Controllare ed impostare l’accensione e lo spegnimento ed il set di temperatura per ogni zona;- Impostare e gestire il set di temperatura della pompa di calore;- Programmare le fasce orarie di funzionamento.Comune di Linguaglossa dicembre 2011 8Progetto per la realizzazione di un Centro di Turismo Sociale Relazione impianti climatizzazione Progetto esecutivo