Pavimento radiante con pompa di calore

by Ing. Federico FratiniNo Comments

Qui sotto è riportato l’articolo pubblicato sul mensile “La Piazza” nel numero di Gennaio 2017 (Anno XIV – Numero 1) intitolato “Pavimento radiante con pompa di calore”.

Quando l’uomo ha scoperto come controllare il fuoco, per cucinare e per riscaldarsi, la sua capacità di sopravvivenza è aumentata notevolmente. Da quei tempi lontani l’umanità ha fatto notevoli progressi nello sviluppo dei sistemi di riscaldamento, siamo passati dal camino a tiraggio naturale, alle stufe a legna, alle caldaie a carbone, fino alla condensazione a metano, ed alle fonti rinnovabili quali la biomassa (termocamini e stufe a pellet), i pannelli solari termici, il teleriscaldamento e la geotermia. Nel nostro futuro ci sono sicuramente le pompe di calore ad energia elettrica abbinate ad un impianto di riscaldamento a pavimento, ma vediamo perché?
Cosa è la pompa di calore?
In parole semplici, la pompa di calore è una macchina in grado di trasferire energia termica dall’esterno verso l’interno (riscaldamento), oppure al contrario (raffrescamento), sfruttando un gas, che si comprime, si condensa in liquido cedendo calore, si espande assorbendo energia, e poi inizia di nuovo il ciclo. La fonte d’energia è l’elettricità che serve per il funzionamento del compressore, dei ventilatori oppure della pompa, ma per ogni unità d’elettricità consumata, la pompa riesce a produrre fino a 4 unità d’energia, prendendo le 3 unità aggiuntive dall’aria esterna, che è come una sorgente “infinita” d’energia rinnovabile. E’ come se al supermercato si comprano 4 mele ma se ne paga 1 sola: potremmo chiamarlo il bonus 4×1, prendi 4 e paghi 1.
Perché l’energia elettrica?
Attualmente, come combustibile per la generazione del calore si utilizza principalmente il gas metano, per il suo basso costo e la sua facile disponibilità, che però è una materia prima fossile inquinante. E’ per questo motivo che si sta cercando di trovare alternative alle tradizionali fonti energetiche (carbone, metano, petrolio), concentrandoci su quelle rinnovabili, perché sono teoricamente “infinite” e diffuse su tutto il pianeta, come il sole, l’aria, il vento, il calore della terra ed il moto dell’acqua. Produrre l’energia elettrica con queste fonti, significa avere una sorgente d’energia rinnovabile e pulita da usare per il riscaldamento delle abitazioni.
Come funziona la pompa di calore?
Sono identiche ai famosi condizionatori d’aria che ben conosciamo, ma invece di avere come unità interna uno split, per la circolazione dell’aria calda o di quella fredda, si ha un componente che tramite uno scambiatore trasferisce il calore all’acqua invece che all’aria.
Impianto a pavimento radiante
Si conoscono molto bene i termosifoni a piastre oppure ad elementi (in ghisa o in alluminio), come pure si ha dimestichezza con gli aerotermii , termoconvettori ed i ventilconvettori, mentre si sente parlare meno di termostrisce, tubi alettati ed impianti a pavimento, utilizzati come corpi scaldanti per diffondere e distribuire il calore generato negli ambienti da riscaldare. L’impianto a pavimento radiante è costituito da uno strato d’isolante termico (in genere di polistirene) posto sopra il solaio portante del pavimento, dove sono posate delle tubazioni (in genere di polietilene reticolato PE-X) che sono poi annegate in un massetto di calcestruzzo scaldato appunto dall’acqua calda che circola all’interno dei tubi in plastica.
Vantaggi del pavimento radiante
L’impianto a pavimento radiante produce un benessere climatico enormemente maggiore rispetto ai radiatori tradizionali, perché il calore è diffuso omogeneamente dappertutto, non ci sono correnti d’aria, non ci sono gli ingombranti radiatori, e si riduce lo spostamento della polvere e degli acari. Questo sistema funziona con acqua calda a 35 °C, invece che a 75°C come nei comuni termosifoni, che permette già un risparmio del 15% sui consumi. Inoltre, se è abbinato ad una pompa di calore elettrica, che ha il suo massimo rendimento proprio a quelle temperature, i costi di riscaldamento si abbassano ulteriormente, perché si sfrutta l’energia “gratuita” dell’aria esterna e si attiva il meccanismo “prendi 4 e paghi 1”, con risparmi che possono arrivare al 75%. Questo sistema rappresenta il futuro negli impianti di riscaldamento: alta qualità, bassi consumi e minore inquinamento.

Tubo guaina per la rete gas

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Tubo guaina per la rete gas
La norma UNI 7129-1:2015 specifica i metodi di posa delle tubazioni di gas all’interno di intercapedini e vani, come riportato qui sotto.
4.4.1.3 È consentita la posa della tubazione gas all’interno di intercapedini chiuse purché esse, non costituiscano “l’intercapedine d’aria della parete” e la tubazione sia posta all’interno di un apposito tubo guaina avente caratteristiche di cui al punto 4.4.1.4.
4.4.1.4 È consentito l’attraversamento di vani o ambienti classificati con pericolo d’incendio (per esempio autorimesse, box, magazzini di materiali combustibili, ecc.), purché le tubazioni di adduzione gas in acciaio abbiano soltanto giunzioni saldate e le tubazioni in rame abbiano soltanto giunzioni con brasatura forte. In ogni caso le tubazioni di adduzione gas devono essere protette con materiali aventi classe A1 di reazione al fuoco secondo UNI EN 13501-1. La protezione di cui sopra può essere realizzata, mediante un tubo guaina passante di metallo, avente diametro interno di almeno 10 mm maggiore del diametro esterno della tubazione gas e spessore non minore di 2 mm; materiali e spessori diversi devono comunque garantire una protezione equivalente. Inoltre la protezione deve essere dotata, al suo interno, di idonei distanziatori. In questo caso gli ancoraggi della protezione devono essere realizzati con materiali di classe A1. In alternativa, a quanto sopra indicato, la tubazione metallica può essere posta sotto traccia, secondo le prescrizioni di cui al punto 4.5.5.
4.4.1.5 Nell’attraversamento di muri perimetrali esterni, mattoni pieni, mattoni forati e pannelli prefabbricati, il tubo di adduzione gas non deve presentare giunzioni, ad eccezione della giunzione di ingresso e di uscita (vedere figura 2) e deve essere protetto con guaina passante impermeabile al gas. La guaina può essere indifferentemente metallica o di materiale polimerico; la guaina deve avere diametro interno maggiore di 10 mm rispetto al diametro esterno della tubazione.

Parallelismi Sovrappassi Sottopassi rete gas

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Parallelismi Sovrappassi Sottopassi rete gas con altri servizi
La UNI 7129-1 al punto 4.5.1.3.4 specifica che nel caso di parallelismi, sovrappassi e sottopassi fra i tubi del gas ed altre canalizzazioni, la distanza minima, misurata fra le due superfici affacciate, deve essere tale da consentire gli eventuali interventi di manutenzione su entrambi i servizi e dove necessario, la tubazione del gas deve essere posta in guaina per evitare il pericolo che accidentali trafilamenti di gas possano interessare le canalizzazioni su indicate. Nei parallelismi la guaina deve essere prevista per l’intero tratto interrato se la tubazione del gas e le altre canalizzazioni sono ad una distanza minore di 1.000 mm. Nel caso di sovrappasso e sottopasso la guaina si deve estendere per non meno di 1.000 mm da entrambe le parti. Per le tubazioni metalliche le distanze di rispetto da cavi elettrici, telefonici e simili, non in cunicolo, devono essere conformi alle specifiche norme CEI.

Riferimento normativo
UNI 7129-1:2015: “Impianti a gas per uso domestico e similare alimentati da rete di distribuzione – Progettazione, installazione e messa in servizio – Parte 1: Impianto interno” del 01/12/2015. La norma si applica agli impianti domestici e similari per l’utilizzazione dei gas combustibili appartenenti alla I, II e III famiglia di cui alla UNI EN 437 ed alimentati da rete di distribuzione di cui alla UNI 9165 e UNI 10682. La norma fissa i criteri per la costruzione ed i rifacimenti di impianti interni o parte di essi, asserviti ad apparecchi utilizzatori aventi singola portata termica nominale massima non maggiore di 35 kW.

Neutralizzatore di condensa

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Neutralizzatore di condensa
Le nuove caldaie a condensazione hanno introdotto la necessità di curare anche l’aspetto dell’acqua di condensa. Nel caso in cui si prevede produzione di condensa, è necessario smaltirla in apposito sistema di raccolta ed evacuazione, realizzato in modo da impedire la fuoriuscita dei prodotti gassosi della combustione in fogna, ed evitare che eventuali variazione della pressione all’interno della rete fognaria influiscano negativamente sul funzionamento della caldaia.
La UNI 11528:2014 punto 8.1 specifica che il sistema di neutralizzazione della condensa è obbligatorio per caldaie con potenza > 200 kW, per potenze comprese tra 35 e 200 kW dipende dal numero degli appartamenti (applicazioni residenziali) oppure degli utilizzatori (applicazioni non residenziali). Infine per caldaie con potenza < 35 kW non è richiesto.
Ad esempio per un impianto termico da 115 kW e 8 abitazioni residenziali, il sistema di neutralizzazione della condensa non è obbligatorio.

Riferimento normativo
UNI 11528:2014: “Titolo : Impianti a gas di portata termica maggiore di 35 kW – Progettazione, installazione e messa in servizio” del 20/02/2014. La norma fornisce i criteri per la progettazione, l’installazione e la messa in servizio degli impianti civili extra-domestici a gas della 1a, 2a e 3a famiglia, nonché alla installazione di apparecchi installati in batteria o in cascata qualora la portata termica complessiva risulti maggiore di 35 kW. La norma si applica anche ai rifacimenti di impianti civili extra-domestici o parte di essi. La norma non si applica agli impianti a gas realizzati specificatamente per essere inseriti in cicli di lavorazione industriale e a quelli trattati dalla UNI 8723.

Norme tecniche sulla contabilizzazione

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Lista di alcune norme tecniche utili per la contabilizzazione del calore:
– UNI 10200:2015: “Impianti termici centralizzati di climatizzazione invernale e produzione di acqua calda sanitaria – Criteri di ripartizione delle spese di climatizzazione invernale ed acqua calda sanitaria” del 11/06/2015 che stabilisce i principi per l’equa ripartizione delle spese di climatizzazione invernale e acqua calda sanitaria in edifici di tipo condominiale provvisti o meno di dispositivi per la contabilizzazione dell’energia termica.
– UNI/TS 11300-1:2014: “Prestazioni energetiche degli edifici – Parte 1: Determinazione del fabbisogno di energia termica dell’edificio per la climatizzazione estiva ed invernale” del 02/10/2014. La norma tecnica fornisce dati e metodi per la determinazione del fabbisogno di energia termica dell’edificio per la climatizzazione estiva ed invernale. La specifica tecnica definisce le modalità per l’applicazione nazionale della UNI EN ISO 13790:2008 con riferimento al metodo mensile per il calcolo dei fabbisogni di energia termica per umidificazione e per deumidificazione ed è rivolta a tutte le possibili applicazioni previste dalla UNI EN ISO 13790:2008: calcolo di progetto (design rating), valutazione energetica di edifici attraverso il calcolo in condizioni standard (asset rating) o in particolari condizioni climatiche e d’esercizio (tailored rating).
– UNI/TS 11300-2:2014: “Prestazioni energetiche degli edifici – Parte 2: Determinazione del fabbisogno di energia primaria e dei rendimenti per la climatizzazione invernale, per la produzione di acqua calda sanitaria, per la ventilazione e per l’illuminazione in edifici non residenziali” del 02/10/2014. La specifica tecnica fornisce dati e metodi di calcolo per la determinazione dei fabbisogni di energia termica utile per il servizio di produzione di acqua calda sanitaria, nonché di energia fornita e di energia primaria per i servizi di climatizzazione invernale e acqua calda sanitaria. Essa fornisce inoltre il metodo di calcolo per la determinazione del fabbisogno di energia primaria per il servizio di ventilazione e le indicazioni e i dati nazionali per la determinazione dei fabbisogni di energia primaria per il servizio di illuminazione in accordo con la UNI EN 15193.
La specifica tecnica fornisce dati e metodi per il calcolo dei rendimenti e delle perdite dei sottosistemi di generazione alimentati con combustibili fossili liquidi o gassosi.
La specifica tecnica 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, per i sistemi di sola ventilazione, per i sistemi di ventilazione combinati alla climatizzazione invernale, per i sistemi di illuminazione negli edifici non residenziali.
– UNI EN 834:2013: “Ripartitori dei costi di riscaldamento per la determinazione del consumo dei radiatori – Apparecchiature ad alimentazione elettrica” del 26/09/2013. La specifica tecnica si applica ai ripartitori dei costi di riscaldamento atti a stimare in modo proporzionale il calore emesso dai radiatori all’interno delle unità di consumo.
– UNI EN 15459:2008: “Prestazione energetica degli edifici – Procedura di valutazione economica dei sistemi energetici degli edifici” del 03/07/2008. La norma tecnica fornisce un metodo di calcolo degli aspetti economici dei sistemi di riscaldamento e di altri sistemi che determinano la domanda e il consumo di energia dell’edificio. La norma si applica a tutti i tipi di edifici.

Definizione di termoregolazione

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Il DLgs 102/2014 sull’efficienza energetica stabilisce nell’articolo 2 la definizione di sistema di termoregolazione (comma 2 lettera qq), e cioè un “sistema tecnico che consente all’utente di regolare la temperatura desiderata, entro i limiti previsti dalla normativa vigente, per ogni unità immobiliare, zona o ambiente”.
In tal senso non è chiaro se tale apparecchio debba essere automatico (ad esempio valvole termostatiche dei radiatori) o possa essere manuale (valvola standard).
Una definizione più accurata deriva dalla UNI 10200:2015 che caratterizza un impianto dotato di termoregolazione (punto 3.16) se sono presenti “dispositivi in grado di variare l’emissione termica dei corpi scaldanti per adattarla alle esigenze delle unità immobiliare per esempio tramite valvole termostatiche, termostati ambiente ed altri dispositivi di regolazione”.
Anche qui non è esplicito il richiamo a sistemi automatici di termoregolazione, ma gli esempi richiamati sono molto esplicativi, ed in conclusione si può dedurre che i sistemi di termoregolazione accettati sono quelli con le valvole termostatiche oppure con i termostati ambiente.

Condominio e contabilizzazione

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Il condominio deve predisporre un sistema di contabilizzazione del calore entro il 31/12/2016 per suddividere i consumi di riscaldamento e produzione d’acqua calda sanitaria in maniera equa tra i condomini. In questo senso è consigliabile seguire la seguente procedura:
1. l’amministratore informa l’assemblea dell’obbligo di legge, magari con l’assistenza di un tecnico di fiducia;
2. i condomini decidono di incaricare un tecnico redigere il progetto dell’impianto di termoregolazione e contabilizzazione del calore;
3. in base al capitolato si richiedono le offerte ai potenziali installatori;
4. scelto l’installatore, ci sarà l’esecuzione delle opere sull’impianto termico;
5. è consigliabile che il progettista segua i lavori, effettui un controllo ad opere ultimate ed infine intervenga in almeno un’assemblea, insieme all’installatore, per spiegare a tutti i condomini come funzionano i sistemi di termoregolazione e contabilizzazione installati;
6. l’amministratore deve esigere che tutta la documentazione di progetto e di installazione sia completata e consegnata;
7. i condomini devono pretendete di avere una copia della documentazione che riguarda il loro appartamento, poiché il sistema sia trasparente;
8. durante il primo anno di contabilizzazione è bene fare una lettura a metà stagione per avere un’idea della spesa risultante e poter eventualmente correggere il proprio comportamento prima del calcolo finale dei costi di gas. Negli anni successivi non sarà più necessario aver letture intermedie.

Progetto di contabilizzazione

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Il progetto di contabilizzazione del calore è obbligatorio ed essenziale per predisporre un sistema di suddivisione dei costi di riscaldamento che rispetti la normativa vigente. Introdotto già dalla Legge 46/1990, e successivamente richiamato dal DM 37/2008.
Il progetto dell’impianto di contabilizzazione deve rispettare la UNI 10200:2015 sugli “Impianti termici centralizzati di climatizzazione invernale e produzione di acqua calda sanitaria – Criteri di ripartizione delle spese di climatizzazione invernale ed acqua calda sanitaria”, che stabilisce i principi per la ripartizione equa delle spese di riscaldamento e produzione d’acqua calda sanitaria nei condomini.
Un buon progetto deve essere leggibile e comprensibile, chiarendo all’amministratore ed ai singoli condomini i seguenti elementi essenziali:
– la potenza di ciascun corpo scaldante;
– il metodo per fare il conteggio della ripartizione dei costi;
– la procedura di applicazione della UNI 10200;
– la tabella millesimale dei fabbisogni energetici;
– il sistema di calcolo della quantità di calore prodotta dal generatore;
– ripartizione tra consumo totale in consumo volontario e consumo involontario.

Nuovo modello per piccoli impianti fotovoltaici

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Decorsi 180 dell’entrata in vigore del DM 19/05/2015, e quindi dal 24/11/2015, sarà utilizzato il nuovo modello unico per la realizzazione, la connessione e la messa in esercizio degli impianti aventi le seguenti caratteristiche:
– essere realizzati presso clienti finali già dotati di punti di prelievo attivi in bassa tensione;
– avere potenza nominale non superiore a 20 kW;
– avere potenza non superiore a quella già disponibile in prelievo;
– essere tra quelli per i quali sia contestualmente richiesto l’accesso al regime di scambio sul posto;
– essere realizzati sui tetti degli edifici con le modalità previste dall’articolo 7-bis comma 5 del D.Lgs 28/2011;
– non essere in presenza di ulteriori impianti di produzione sullo stesso punto di prelievo;
– essere aderenti o integrati, ossia l’installazione non è subordinata all’acquisizione di atti amministrativi di assenso, inclusa l’autorizzazione paesaggistica.

Come si compila?
Il modello unico è composto di 2 parti. La trasmissione è solo per via informatica.
Prima dell’inizio dei lavori, il soggetto richiedente trasmette al gestore di rete i dati indicati nella parte I del modello unico.
Dopo la fine dei lavori, il soggetto richiedente invia al gestore di rete i dati indicati nella parte II del modello unico.
Nella parte I del modello, da inviare prima dell’inizio dei lavori, sono richiesti i seguenti elementi:
– dati anagrafici del richiedente e titolarità del diritto;
– data di inizio dei lavori, caratteristiche tecniche dell’impianto e dati catastali dell’immobile interessato;
– dati per procedere all’addebito dei costi di connessione (IBAN, carta di credito, addebito in bolletta).
Al modello unico trasmesso al gestore devono essere allegati anche questi documenti:
– schema elettrico unifilare dell’impianto;
– scansione di un documento d’identità;
– eventuale delega alla presentazione della domanda.
Nella parte II del modello, da inviare ad intervento concluso, vanno indicati:
– la data di ultimazione dei lavori;
– la dichiarazione di corretta esecuzione dei lavori;
– la conformità dell’impianto;
– la conoscenza del contratto e del regolamento di esercizio.

Temine per la contabilizzazione del calore

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Qui sotto è riportato l’articolo pubblicato sul mensile “La Piazza” nel numero di Dicembre 2015 (Anno XII – Numero 11) intitolato “Temine per la contabilizzazione del calore”.

La scadenza per eseguire i lavori di contabilizzazione del calore negli impianti di riscaldamento condominiali esistenti si sta avvicinando velocemente, infatti il termine ultimo, dopo diverse proroghe, è il 31 dicembre 2016. Ho parlato della contabilizzazione del calore in un precedente articolo, ora vediamo quando l’obbligo entra in vigore per tutti gli edifici condominiali!

Normativa
L’iter legislativo, come spesso succede, è estremamente lungo ed articolato. Infatti parte da molto lontano, già la legge 10/1991 parlava di sistemi di regolazione e misurazione del calore prodotto dalle caldaie condominiali. La trafila di norme continua con il DPR 551/1999 che modifica il DPR 412/1993, poi continua con il DPR 59/2009 ed il DPR 74/2013, per terminare con il DLgs 102/2014, senza tenere conto delle leggi regionali quali la DCR 66/2009, la LR 9/2009, la LR 7/2014 e le diverse proroghe regionali della scadenza fissata inizialmente al 31/12/2011 per i Comuni di Roma e Frosinone, ed al 31/12/2014 per il restante territorio regionale. Infine vi sono le direttive 2002/91/CE e 2012/27/UE.

Qual è l’obbligo?
Il DLgs 102/2014 all’articolo 9 comma 5 lettera b, nei condomini con un impianto di riscaldamento centralizzato, sancisce l’obbligo di installare entro il 31/12/2016 i contatori individuali di piano per misurare l’effettivo consumo di calore per ciascuna unità immobiliare. Nei casi in cui non si possa usare un gruppo di misura per ogni appartamento (articolo 9 comma 5 lettera c), si ricorre all’installazione di sistemi di contabilizzazione del calore individuali (contacalorie) per misurare il consumo di calore su ogni radiatore posto all’interno delle unità immobiliari dell’edificio. A dire il vero, la regione Lazio ha posticipato la data di scadenza al 01/09/2017, ma continua a valere il termine nazionale del 31/12/2016, infatti il decreto legislativo è una legge di rango superiore e non prevede alcuna clausola di cedevolezza.

Deroghe
L’obbligo di installare i contatori individuali vale nella misura in cui sia tecnicamente possibile (distribuzione orizzontale a zona). Eventuali casi di impossibilità tecnica all’installazione dei suddetti sistemi di contabilizzazione devono essere riportati in un’apposita relazione tecnica del progettista. Allo stesso modo l’obbligo di montare i contacaolorie è valido salvo che l’installazione di tali sistemi risulti essere non efficiente in termini di costi. In tali casi sono presi in considerazione metodi alternativi efficienti in termini di costi per la misurazione del consumo di calore. La relazione tecnica di un tecnico abilitato deve dimostrare che l’installazione dei predetti sistemi non è efficiente in termini di costi.

Sanzioni
Il condominio che non provvede ad installare sistemi di termoregolazione e contabilizzazione individuali, per misurare il consumo di calore in corrispondenza di ciascun radiatore posto all’interno dell’unità immobiliare, è soggetto alla sanzione amministrativa pecuniaria da 500 a 2.500 euro.

Opinione tecnica
La contabilizzazione del calore nei nuovi edifici è semplice da realizzare e molto utile (riduzione consumi gas), mentre risulta spesso tecnicamente inutilizzabile per gli edifici esistenti (colonne verticali), inoltre resta il dubbio sull’effettiva convenienza economica del costo dei lavori rispetto alla reale riduzione dei consumi di energia.
L’impianto termico condominiale è sicuramente conveniente, molto meglio dell’autonomo, poiché risolve il problema del riscaldamento con una sola caldaia ed un unico impianto gas, una sola canna fumaria ed un unico locale tecnico. Tutto questo senza considerare che le caldaie professionali consumano meno di quelle piccole, hanno bisogno di un unico servizio di manutenzione e sono più sicure rispetto alla gestione di una moltitudine di piccoli impianti termici autonomi.