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Fabbisogno energetico per la climatizzazione di edifici-tipo situati in località di riferimento

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Fabbisogno energetico per la climatizzazione di edifici-tipo situati in località di riferimento

Il presente documento è stato redatto nell’ambito del progetto “Studi e valutazioni sull’uso razionale dell’energia elettrica – Misure per l’incremento di efficienza energetica negli usi finali” definito nell’Accordo Triennale tra il Ministero dello Sviluppo Economico e E.R.S.E. S.p.A. firmato il 29 Luglio 2009. Il lavoro svolto è parte di un’attività più ampia avente lo scopo di determinare nuove cifre di merito per le pompe di calore reversibili, che tengano conto sia del regime invernale che di quello estivo, il tutto in modalità integrata con il comportamento termico dell’edificio, la cui domanda di climatizzazione dipende dalla sua destinazione d’uso, dalla località geografica e dalle caratteristiche fisiche dell’edificio stesso. Coerentemente con l’obiettivo previsto dal Piano Annuale di Realizzazione del 2009, il risultato raggiunto è stato la produzione di un archivio, che associa a varie categorie di edifici il loro fabbisogno stagionale di riscaldamento e di condizionamento, unitamente alle curve di carico termico su base oraria per un intero anno di climatizzazione. Concettualmente lo sviluppo del lavoro può essere suddiviso in 5 fasi. In una fase preliminare si è proceduto con l’identificare e classificare le situazioni di funzionamento per le quali eseguire il calcolo degli indicatori di prestazione. Questo ha significato definire i limiti all’interno dei quali sviluppare l’azione in termini di destinazione d’uso degli edifici, tipologie edilizie e località geografiche. Alla fine le situazioni identificate sono state 48, tutte riferite ad edifici residenziali. La scelta di avere un numero consistente di edifici è legata alla volontà di comprendere come alcuni fattori quali la vetustà e le dimensioni dell’edificio possano modificare il carico termico (riscaldamento e raffrescamento) e così influenzare le prestazioni della pompa di calore. Si intuisce fin da ora, quindi, la chiara volontà di trattare il sistema edificio-impianto nel suo insieme, e non già di giustapporre l’effetto di due sottosistemi disgiunti. Una volta determinate le situazioni da studiare si è passato alla definizione dettagliata degli edifici. Questo ha comportato uno studio dei materiali e delle tecniche di costruzione da associare alle diverse classi di edifici in funzione delle loro vetustà, località geografica e destinazione d’uso. A tale scopo, si è fatto riferimento per quanto possibile a norme tecniche e, in mancanza di queste, ad indicazioni e raccomandazioni provenienti dalla certificazione energetica; tra le varie fonti l’abaco presente in appendice alla norma UNI/TS 11300-1 è stato particolarmente utile. Si è voluto seguire la strada indicata nelle norme anche nella definizione dei profili orari dei carichi interni e degli altri parametri che contribuiscono alla definizione complessiva dell’edificio, quali i coefficienti di scambio termico per infiltrazione e ventilazione e i profili di utilizzo di schermature mobili e chiusure oscuranti. La terza fase ha visto la produzione dello strumento di calcolo: si tratta di un programma (un foglio di calcolo) che implementa la procedura oraria descritta nella norma UNI EN ISO 13790. Le simulazioni forniscono i valori orari di fabbisogno termico, assumendo di avere a disposizione un impianto ideale, ossia capace di soddisfare in ogni momento il fabbisogno termico dell’edificio. Ovviamente, il proseguimento dell’attività dovrà prevedere la modellazione di una pompa di calore reale in luogo di un impianto ideale. Inoltre, è stata condotta un’attenta analisi, atta a validare il programma utilizzato, attraverso il confronto con un software commerciale, TRNSYS. Un problema a parte è stato quello del reperimento dei dati climatici per le località di riferimento. Si tratta di un’operazione che merita molta attenzione poiché i risultati delle simulazioni sono estremamente sensibili alla scelta del file meteo utilizzato. Infine, una volta popolato l’archivio, si è proceduto con l’elaborazione dello stesso in modo da consentirne una fruizione semplice ed immediata. Questo ha portato a presentare i risultati per ogni edificio, per il riscaldamento e per il raffrescamento, sotto forma di fabbisogno stagionale, potenza massima impiegata, ore equivalenti alla potenza massima, curva di durata e curva oraria di giorni particolarmente severi 1 dal punto di vista climatico. 1 Ovviamente sono disponibili le curve orarie di tutti i giorni dell’anno, ma in sede di rapporto, per brevità, si è scelto di mostrare solo un giorno.

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