Gli Hotel in cui lavoriamo e ospitiamo clienti non sono degli involucri inattivi dal punto di vista energetico: al contrario, soprattutto nel loro rapporto con gli impianti di climatizzazione, gli edifici hanno una struttura che interagisce con i sistemi di riscaldamento e di raffrescamento.
Bisogna quindi considerare l'impianto termico e l'edificio come ununico sistema che deve essere quanto più possibile efficiente dal punto di vista energetico.
L'efficienza energetica del sistema edificio-impianto è tanto più alta quanto più basso è il consumo di energia necessario per il mantenimento delle condizioni ambientali che favoriscono il benessere termico: pertanto l'attenzione va rivolta sia alle potenzialità dell'edificio nel ridurre il lavoro degli impianti, sia alla scelta delle tecnologie impiantistiche più efficienti.
Di seguito viene presentato un insieme di pratiche edilizie e di tecnologie impiantistiche che favoriscono il giusto rapporto tra l'edificio e gli impianti tecnologici, al fine di sfruttare nel migliore dei modi le fonti energetiche disponibili e le caratteristiche naturali dell'ambiente in cui l'edificio è inserito.
I generatori di calore
La caldaia è il cuore dell'impianto di riscaldamento e la sua efficienza è un elemento di primaria importanza del sistema edificio-impianto ai fini del contenimento dei consumi e delle emissioni inquinanti in atmosfera.
Al di là delle diverse tipologie di generatori, è fondamentale un correttodimensionamento della caldaia sulla base del reale fabbisogno termicodell'edificio condominiale.
Spesso, purtroppo, si tende a sovradimensionare la potenza della caldaia da installare. In realtà, una caldaia di potenza superiore a quella effettivamente necessaria comporta una diminuzione dell'efficienza del sistema e conseguentemente più consumi e più spesa di combustibile.
Infatti durante le stagioni intermedie, con temperature esterne più miti, l'impianto raggiunge rapidamente il livello di temperatura richiesto e la caldaia è soggetta a frequenti periodi di spegnimento, più o meno prolungati, durante i quali il calore viene disperso.
Il Libretto di Uso e Manutenzione della caldaia è un documento importante che va conservato con cura: esso che fornisce molte utili indicazioni sulla manutenzione e sul rendimento della caldaia. Il libretto è diviso in due parti, una per l'Amministratore del Condominio, l'altra per l'installatore e il manutentore. È altresì importante conservare i libretti di uso e manutenzione degli altri componenti l'impianto termico come ad esempio: cronotermostati, valvole termostatiche, valvole a tre vie motorizzate, addolcitori ecc...
Le caldaie a condensazione
Le caldaie tradizionali, anche le più moderne, riescono ad utilizzare solo una parte del calore: il loro rendimento è infatti nell'ordine del 91-93%. Il vapore acqueo prodotto durante la combustione viene disperso in atmosfera attraverso il camino: la quantità di calore in esso contenuta (calore latente) rappresenta ben l'11% dell'energia liberata dalla combustione.
La caldaia a condensazione, invece, può recuperare gran parte del calore contenuto nei fumi espulsi attraverso il camino e raggiunge rendimenti superiori al 100% in quanto il calore latente, che nelle caldaie tradizionali viene perso sotto forma di vapore acqueo nei fumi della combustione, viene recuperato con uno scambiatore di calore.
Nelle caldaie a condensazione la temperatura di uscita dei fumi è quindi molto bassa: circa 50 °C rispetto ai 130 °C delle caldaie tradizionali.
Le caldaie a condensazione esprimono il massimo delle prestazioni quando vengono utilizzate con impianti di riscaldamento a bassa temperatura (30-50°C), come ad esempio quelli a pannelli radianti. In questi casi raggiungono risparmi del 30%, ed anche maggiori.
L'installazione delle caldaie a condensazione necessita di un tubo perlo scarico dell'acqua di condensa.
Le caldaie a temperatura scorrevole
Le caldaie a temperatura scorrevole permettono di raggiungere un elevato valore di rendimento medio stagionale, in quanto funzionano a temperatura variabile, in funzione della richiesta termica dell'impianto e delle condizione climatiche.
Le caldaie a temperatura scorrevole operano con una temperatura dell'acqua in mandata molto bassa (45-50°C), senza produrre fenomeni di condensazione. In virtù di un sistema di premiscelazione gas/aria assicurano un giusto consumo di combustibile e basse emissioni inquinanti. Inoltre le basse temperature di esercizio riducono le perdite dal camino e attraverso l'involucro edilizio.
Le temperature relativamente basse ottenute con le caldaie a temperatura scorrevole, durante buona parte del periodo invernale, riducono anche le dispersioni della rete distributiva dell'impianto e il miglior rendimento dei corpi scaldanti.
L' impianto di riscaldamento ha un ruolo fondamentale nell'Hotel ed è quello che influisce maggiormente ed in maniera più diretta sul comfort ambientale. Infatti è destinato alla climatizzazione invernale degli ambienti e all'eventuale produzione di acqua calda per usi igenico-sanitari.
L'impianto di riscaldamento è costituito:
* dal sistema di produzione (caldaia)
* dai sistemi di distribuzione (rete di tubazioni) e utilizzazione del calore (radiatori, pannelli radianti, etc.)
* dagli organi di regolazione e controllo.
La caldaia utilizzata è solitamente di piccola potenza, tuttavia spesso è molto sovradimensionata rispetto al fabbisogno energetico del riscaldamento, al fine di assicurare l'approvvigionamento istantaneo di acqua calda per uso sanitario.
Il sovradimensionamento della caldaia comporta uno spreco di energia.
Questo inconveniente si può ovviare con piccoli serbatoi di accumulo dell'acqua calda (100-200 litri) che permettono di limitare le potenza della caldaia da installare.
La manutenzione dell'impianto
Con il passare del tempo la corrosione, la formazione ed il deposito di calcare danneggiano i componenti dell'impianto riducendo l'efficienza globale del sistema, con sprechi di energia e abbassamento del livello del comfort abitativo ed infine la rottura dell'impianto. Tutto ciò avviene in maniera progressiva, invisibile, ed i danni appaiono solo quando non è più possibile eseguire interventi conservativi.
Per evitare tutto questo, specialmente negli edifici più vecchi, è utile eseguire un un'analisi dell'impianto al fine di verificare se esiste l'esigenza di eseguire un programma di intervento per restituire efficienza al sistema e fermare i fenomeni corrosivi e il deposito del calcare. Sul mercato esistono aziende con esperienza e competenze tecniche in grado di risolvere questi problemi senza ricorrere a rotture o rifacimenti impiantistici.
L'intervento consiste in un lavaggio delle tubazioni dell'impianto per mezzo di sostanze non aggressive né acide e dell'inserimento di una sostanza protettiva contro la corrosione e l'ossidazione dell'impianto. I vantaggi di questa azione preventiva sono i seguenti:
* intervento non invasivo;
* bilanciamento termico dell'impianto;
* ripristino delle portate e delle temperature iniziali e di conseguenza aumento dello scambio termico;
* miglioramento dell'efficienza energetica e aumento del comfort ambientale;
* riduzione degli interventi di manutenzione straordinaria e conseguente contenimento delle spese di gestione;
* aumento della vita utile dell'impianto;
* basso impatto ambientale;
* risparmio del consumo di combustibile anche al 15-20%.
L'ammortamento del costo dell'intervento dipende dall'effettivo risparmio di combustibile, ma in genere può essere ammortizzato in un anno di riscaldamento.
La termoregolazione del calore
Un buon sistema di regolazione dell'impianto di riscaldamento è fondamentale per il risparmio di energia poiché:
* assicura una temperatura costante nell'abitazione, qualunque siano le condizioni climatiche esterne;
* consente di sfruttare gli apporti termici gratuiti (es. il sole attraverso le finestre, la presenza di persone, il funzionamento di elettrodomestici, ecc.) evitando i fenomeni di surriscaldamento della casa;
* permette una corretta gestione della temperatura nelle varie stanze in dipendenza dell'uso che ne viene fatto, impostando, ad esempio, una temperatura più alta in bagno e una più bassa nelle stanze da letto.
Lo strumento per la termoregolazione del calore è la valvola termostatica: un dispositivo che rende indipendente il funzionamento dei vari termosifoni all'interno dell'abitazione.
Le valvole termostatiche regolano automaticamente l'afflusso di acqua calda in base alla temperatura scelta ed impostata su una apposita manopola graduata:
la valvola si chiude mano a mano che la temperatura ambiente, misurata da un sensore, si avvicina a quella desiderata, consentendo di dirottare l'acqua calda verso gli altri radiatori ancora aperti.
Inoltre le valvole termostatiche agiscono sull'equilibrio termico delle diverse zone dell'edificio: quando i piani più caldi arrivano a 20°C, le valvole chiudono i radiatori consentendo un maggiore afflusso di acqua calda ai piani freddi.
L'installazione delle valvole termostatiche è semplice e, regolandole in modo accorto, consente un risparmio di energia attorno al 10%.
L'installazione delle valvole termostatiche è obbligatoria nei nuovi edifici e quando si ristrutturano quelli vecchi.
Produzione di acqua calda con l'energia solare
Nelle città l'acqua calda sanitaria nella maggior parte dei casi è prodotta con scaldabagni elettrici o caldaie a gas individuali. Fra le due possibilità è preferibile scaldare l'acqua calda con caldaie a gas individuali piuttosto che con lo scaldabagno elettrico, che è un processo molto costoso dal punto di vista energetico, ambientale ed economico.
Attualmente è disponibile un sistema migliore per produrre acqua calda sanitaria risparmiando soldi ed energia: utilizzare i pannelli solari termici.
I pannelli solari termici per la produzione di acqua calda hanno raggiunto elevati livelli di affidabilità e convenienza. Tuttavia, essendo l'energia solare una fonte energetica aleatoria, essi forniscono direttamente solo una parte dell'energia necessaria a scaldare l'acqua e quindi vanno integrati con la caldaia a gas o con il boiler elettrico.
I pannelli solari servono sia per produrre l'acqua calda per usi sanitari, sia peril riscaldamento invernale.
L'installazione di un impianto solare ad integrazione del sistema di riscaldamento è particolarmente vantaggiosa se viene prevista in fase di costruzione dell'edificio o se si effettua in occasione di lavori di ristrutturazione.
Infatti, essa comporta la realizzazione di significative opere edili e impiantistiche, il cui costo può essere utilmente ricompreso nell'ambito dei costi globali di costruzione o di ristrutturazione dell'edificio.
L'utilizzo dei pannelli solari per soddisfare il fabbisogno di acqua calda per gli usi sanitari è invece è un investimento in genere vantaggioso.
Per ottimizzare il ritorno economico dell'investimento, l'impianto dei pannelli solari deve essere dimensionato in maniera tale da soddisfare il fabbisogno di acqua calda sanitaria con l'energia termica prodotta nei mesi estivi: ciò porta a produrre solo circa il 40 -50 % dell'intero fabbisogno del condominio. Invece, per dimensionare l'impianto sulla produzione di acqua calda dei mesi invernali, servirebbe un numero maggiore di metri quadrati di pannelli solari che produrrebbe un surplus di acqua calda in estate impossibile da utilizzare (a meno che non si riscaldi l'acqua di piscine) e che quindi verrebbe sprecata.
La giusta dimensione di un impianto dipende, inoltre, dalle caratteristiche tecniche dei pannelli solari, dal fabbisogno medio giornaliero d'acqua calda delle famiglie e dalle condizioni d'irraggiamento locale (altitudine e temperatura media del posto, latitudine, eventuali periodi di ombra, eventuale necessità di scostare l'orientamento dei collettori dalla direzione sud).
Gli altri accorgimenti da considerare che determinano l'efficienza e il rendimento del sistema sono:
* orientare a sud i collettori o, se non fosse possibile, con scostamenti massimi ad est od ovest di 15-20 gradi;
* posizionare i collettori con una inclinazione rispetto all'orizzontale pari alla latitudine del luogo: inclinazioni minori sono accettabili per ragioni architettoniche e per collettori ad esclusivo utilizzo estivo. Qualora l'uso sia soprattutto invernale, in particolare se intergrano il riscaldamento, l'inclinazione dei pannelli deve essere maggiore;
* eseguire una buona coibentazione dei tubi di collegamento al fine di limitare le perdite termiche dal collettore al punto di utilizzo;
* prevedere una facile accessibilà dell'impianto per la manutenzione e la pulizia dei collettori.
Gli impianti solari possono durare oltre 15 anni e richiedono poca manutenzione. Quindi, la durata media e le prestazioni dei sistemi solari sono decisamente buone, come dimostrano i Paesi del centro e nord Europa, nei quali in condizioni climatiche poco favorevoli l'utilizzo dei pannelli solari è molto sviluppato.
I sistemi integrati di riscaldamento
Abbiamo visto sinora quali sono le tecnologie disponibili che, se utilizzate adeguatamente, consentono di ridurre sensibilmente i costi derivanti dal riscaldamento domestico.
La scelta del sistema di riscaldamento è personale e risulta influenzata da diversi fattori quali, ad esempio, le dimensioni e l'isolamento dell'abitazione, l'ubicazione geografica della stessa, il budget di spesa preventivato, lo stile di vita e, non ultimo, le necessità individuali in termini di clima domestico.
Prese singolarmente, le tecnologie suddette presentano vantaggi e limiti che vanno ponderati attentamente in fase di progettazione:
* le caldaie di ultima generazione, in grado di raggiungere rendimenti altissimi, utilizzano fonti energetiche non rinnovabili, inquinanti e costose;
* i pannelli solari termici, pur sfruttando una fonte energetica naturalmente rinnovabile, eco-sostenibile e gratuita come il sole, possono fornire direttamente solo una parte dell'energia necessaria all'impianto e devono essere integrati con altri generatori di calore;
* le stufe a pellet, se non integrate in un impianto, possono non risultare sufficienti a riscaldare intere abitazioni;
* gli impianti di climatizzazione geotermici, infine, costituiscono una delle tecnologie meno inquinanti e più sicure, ma presentano elevati costi iniziali e non sono realizzabili ovunque.
L'obiettivo finale è dunque riuscire a combinare le diverse fonti energetiche, al fine di ottimizzarne i vantaggi in termini di tecnologia, rendimento, risparmio energetico e comfort.
I moderni sistemi integrati di riscaldamento si basano proprio sulla diversificazione delle fonti di calore e l'integrazione di risorse energetiche tradizionali (gasolio, metano, gpl, elettricità) con risorse alternative e rinnovabili (ad esempio biomassa ed energia solare), attraverso il collegamento dei diversi generatori (ad esempio: focolare a legna e/o pellet, pannelli solari, caldaia a gas) ad un accumulo comune.
Idealmente, un impianto di riscaldamento integrato è infatti composto da:
* pannelli solari termici;
* caminetto o stufa a legna e/o a pellet;
* caldaia a gas, meglio se di ultima generazione;
* cella termica (detta anche "accumulo");
* termoregolatori, che regolano il calore in funzione delle esigenze personali domestiche e delle variazioni climatiche esterne;
* rete distributiva, composta da termosifoni e/o da moderni sistemi radianti a parete, pavimento o soffitto.
Realizzati per gestire ed armonizzare più generatori di calore, i sistemi integrati di riscaldamento, se opportunamente progettati e dimensionati, consentono di privilegiare lo sfruttamento delle fonti rinnovabili, riducendo sensibilmente il consumo dei combustibili tradizionali, ottimizzando i rendimenti e garantendo dunque un notevole risparmio economico. Se per esempio splende il sole, il sistema sarà chiamato automaticamente a sfruttare al massimo l'energia gratuita fornita dai collettori solari. Se invece sono accesi il termocaminetto o la stufa a pellet, il sistema ne sfrutterà la potenza, tenendo in stand-by gli altri generatori.
Non solo: grazie alle tecnologie applicate, tali sistemi consentono di monitorare costantemente, tramite sonda, la temperatura esterna, modulando il flusso di calore erogato all'abitazione in base alla differenza tra questa e la temperatura interna impostata, garantendo una distribuzione del calore sempre omogenea e il raggiungimento di temperature costanti e uniformi in tutti gli spazi abitativi.
I sistemi di riscaldamento integrati sono adatti per essere installati sia in abitazioni unifamiliari o condominiali di nuova costruzione che per le unità immobiliari soggette ad ampie ristrutturazioni.
Le spese sostenute sono normalmente ammortizzabili entro il breve-medio periodo.
La geotermia
La geotermia sfrutta l'energia di campi geotermici o di altre manifestazioni del calore terrestre. Questa energia viene trasferita alla superficie terreste attraverso i movimenti convettivi del magma o tramite le acque circolanti in profondità.
L'interesse per lo sfruttamento di questo calore è legato all'enorme quantità di energia disponibile.
Una parte di questa energia non è però utilizzabile in quanto si manifesta sotto forma di eruzioni vulcaniche. Malgrado ciò, l'energia geotermica rappresenta una delle fonti energetiche alternative più promettenti: sia perché è praticamente inesauribile, sia per l'inquinamento quasi inesistente ed infine per la sua economicità: una volta che la sorgente di calore catturata, è gratuita.
Se generalmente siamo abituati a pensare alla geotermia in termini di vapore da utilizzare in centrali termoelettriche, come per esempio a Larderello, tuttavia essa può essere sfruttata anche a livello domestico.
A qualche decina di metri di profondità dalla superficie terrestre il terreno mantiene una temperatura quasi costante durante tutto l'anno.
Questo permette in inverno di recuperare calore per riscaldare una abitazione e di cedere calore durante l'estate per raffrescare lo stesso ambiente. Questo scambio di calore avviene attraverso sonde geotermiche abbinate a pompe di calore alimentate da energia elettrica o da gas metano.
I vantaggi principali di questa tecnologia sono una disponibilità pressoché infinita di energia,
insieme a costi di manutenzione molto bassi.
Nel settore residenziale i sistemi geotermici sono penalizzati dagli alti costi della perforazione, che allontanano molto il tempo di ritorno dell'investimento ed è quindi conveniente soltanto in particolari e favorevoli circostanze.
enea.it
