Controllo e gestione di un impianto di climatizzazione integrato pompe di calore, pannelli solari e termocamino.

 

 

Impianto di climatizzazione di un complesso sportivo in Campania

Il progetto dell’impianto è stato commissionato da una Impresa generale che non si è poi aggiudicata l’appalto del complesso sportivo che comprendeva una piscina, i servizi annessi e un bar al pianterreno e un centro benessere al primo piano.

Architettonici edificio

Tutti gli impianti sono stati previsti al piano seminterrato ad esclusione della Centrale termica che avrebbe dovuto essere installata in un edificio separato per permettere l’accesso ai Vigili del Fuoco.

Era stata prevista l’installazione in parallelo di due generatori di calore del tipo in acciaio ad alto rendimento alimentati a gas metano (buciatori a doppio stadio) della potenzialità termica di 450 kW cadauno.

I gruppi termici alimentavano lo scambiatore per il riscaldamento della piscina (previsto a fascio tubiero dal progettista dell’impianto specifico della piscina), i boiler ad accumulo per l’ ACS e gli impianti di riscaldamento al piano terra e al primo piano.


Schema generale impianto idraulico

Schema collegamento pannelli solari

Una superficie di circa 50 mq. di pannelli solari del tipo a svuotamento integravano il sistema di riscaldamento dell’ACS.

Non è stato possibile prevedere l’installazione di un numero maggiore di pannelli per motivi di ordine architettonico.

Non è stata prevista l’installazione di pompe di calore sia perchè il complesso avrebbe avuto un funzionamento prevalentemente invernale data la sua vicinanza al mare della costiera amalfitana sia per problemi tecnici del fornitore dell’energia elettrica.

Un solo chiller di potenza relativamente modesta (130 kW) avrebbe alimentato gli elementi terminali ventilconvettivi posti al primo piano dell’edificio e le batterie fredde delle UTA a servizio dei vari piani (ad esclusione del locale piscina).

Il circuito idraulico delle UTA era separato da quello degli elementi terminali per poter permettere il funzionamento contemporaneo e consentire un minimo di controllo delle condizioni igrometriche dell’aria di rinnovo pur in assenza di una batteria di postriscaldamento.

A servizio del locale piscina era stata prevista l’installazione di una UTA a tutt’aria esterna e dotata di recupero del calore e di serranda di by pass della portata di 32000 mc/h (n. 8 tratt./ora).

Aeraulico piano seminterrato

Aeraulico e idraulico piano terreno

Aeraulico e idraulico primo piano

Un sistema di regolazione con comparazione entalpica avrebbe gestito e ottimizzato il funzionamento della UTA agendo sui servomotori delle serrande e la valvola a tre vie.

Il sistema di distribuzione dell’aria era stato previsto realizzato con tubazioni a sezione circolare in lamiera di acciaio inox A316 interrata per il collettore principale e aerea per le diramazioni.

Tale tipologia era stata espressamente richiesta dall’Impresa generale che produce condotte di questo tipo.

Assonometrico impianto aeraulico

La distribuzione era affidata a bocchette di mandata a doppio ordine di alettatura regolabile realizzate in acciaio inox.

La realizzazione della canalizzazione di ripresa era invece prevista in cls e ricavata nel materiale di riporto posto ai margini della vasca e le bocchette di ripresa erano previste come disposte sui due lati lunghi della vasca e a filo pavimento al fine di minimizzare l’effetto “nebbia bassa”.

Al piano seminterrato era prevista l’installazione delle UTA a servizio dei vari piani.

Le UTA a servizio del piano terreno erano previste del tipo con recupero del calore mentre quella a servizio del primo piano era prevista senza tale dispositivo in quanto non necessario per richiesta specifica del fornitore delle attrezzature e apparecchiature per il fitness poste a tale piano.

In sostanza le UTA provvedevano al solo ricambio d’aria mentre il riscaldamento era fornito da elementi radianti al pianterreno e da elementi ventilconvettivi al primo piano.

Impianto energeticamente autosufficiente in una palazzina adibita a Centro Sportivo

L'impianto è stato commissionato, nell'ambito di un più ampio programma di ristrutturazione, dalla Fiat di Cassino.

La richiesta del committente è stata quella di rendere energeticamente autosufficiente la palazzina adibita a Centro Sportivo.
L'edificio ad un solo piano fuori terra e copertura a terrazzo ha una superficie di poco superiore ai 500 mq. e una altezza utile di m. 3.32.



Il progetto architettonico



Sono presenti travi intradossate che, in loro corrispondenza, riducono l'altezza utile a soli 3 metri.
La struttura del fabbricato, edificato negli anni '60 in zona sismica di prima categoria, e il suo stato di conservazione hanno sconsigliato il posizionamento di carichi rilevanti sul terrazzo.
Logico sarebbe stato pensare a un impianto a tutt'aria ma la dimensione importante delle condotte propria di questa soluzione impiantistica e la presenza delle travi intradossate hanno fatto scartare questa ipotesi.
Allo stesso modo e per lo stesso motivo è stata scartata l'ipotesi di installazione di un singolo chiller.
Per quanto concerne la produzione di energia elettrica, considerando il favorevole orientamento dell'edificio, si è progettato un impianto fotovoltaico della potenza di 25 kWp utilizzante moduli al silicio monocristallino da 0,215 kWp.
L'energia elettrica prodotta e scambiata sul posto è sufficiente a pareggiare nel corso dell'anno i consumi elettrici della palazzina.

Producibilità impianto fotovoltaico



Fattibilità impianto fotovoltaico



 C'era ovviamente bisogno di una gran quantità di acqua calda sanitaria per cui si è resa indispensabile l'installazione di pannelli solari.

Posizionamento delle componenti in copertura

Combinando le varie esigenze si è scelto di utilizzare un sistema di pompe di calore con condensazione ad aria in classe A collegate a moduli di scambio acqua/freon a loro volta collegati o al sistema di climatizzazione a pavimento e a scambiatori posti in serbatoi di accumulo per l'acqua calda sanitaria di piccola capacità.

Schema idraulico impianto climatizzazione

In tal modo le pompe di calore si attivano in sequenza in funzione dell'effettivo fabbisogno termico dell'edificio e dell'acqua calda sanitaria.

Non è stato necessario aggiungere liquido antigelo in quanto i pannelli solari sono del tipo "a svuotamento"; si è resa però necessaria l'installazione di un dissipatore di calore in grado di smaltire il calore in eccesso prodotto dall'impianto solare termico in determinate occasioni di particolare intensa insolazione.

Negli ambienti palestra e spogliatoi si è previsto un impianto di climatizzazione a pavimento con passo 10 cm.

Negli altri ambienti si è prevista l'installazione di semplici elementi termoconvettivi.

L'impianto a pavimento è stato suddiviso in zone omogenee distinte ognuna alimentata da un proprio circolatore gemellare con spillamento da un collettore di grosso diametro posto sulla copertura dell'edificio.

Come è noto gli impianti di raffrescamento a pavimento possono agire sul solo calore sensibile per evitare fenomeni di condensa o, in alternativa, essere abbinati a sistemi di deumidificazione.

Esisteva inoltre la necessità di un efficiente ricambio d'aria.Pertanto il sistema di raffrescamento a pavimento agisce sul calore sensibile mentre il calore latente viene smaltito dall'impianto di ricambio dell'aria.

A servizio di tale impianto si è prevista l'installazione di una UTA con recupero posta anche essa sulla copertura dell'edificio.Il fluido termovettore viene spillato dallo stesso collettore da cui spilla l'impianto a pavimento.
Ovviamente sia l'impianto a pavimento che l'impianto di ricambio dell'aria sono dotati di propri sistemi di regolazione utilizzanti valvole a tre vie modulanti asserviti a un sistema di controllo predisposto per la telegestione.

Distribuzione aeraulica

La rete aeraulica utilizza condotte a sezione circolare isolate con coppelle in elastomero e finitura in alluminio naturale.

La diffusione in ambiente è affidata a bocchette di mandata in alluminio a doppio ordine di alettatura orientabile e diffusori ad alette curve.