Il fabbisogno di energia per l’acqua calda sanitaria

Analogamente a quanto fatto per la climatizzazione invernale, per poter quantificare il fabbisogno di energia primaria per la produzio- ne di ACS, occorre dapprima computare il fabbisogno di acqua calda sanitaria, successivamente determinare le prestazioni del sistema di produzione e distribuzione dovuto a questo fabbisogno. La determi- nazione delle prestazioni permette di determinare le perdite recupe- rate dal sistema di produzione dell’acqua calda sanitaria che concor- rono a ridurre il fabbisogno ideale di riscaldamento e quindi alla de- terminazione del fabbisogno ideale netto di riscaldamento.

Il fabbisogno di acqua calda sanitaria si determina con la seguente relazione:

3 - LE NORME TECNICHE PER LA CERTIFICAZIONE ENERGETICA 143 Q_hr =

Σ

i dove:

ρ è la massa volumica dell’acqua, pari a 1000 [kg/m3_{] o 1 [kg/l];} c è il calore specifico dell’acqua pari a 1,162 [Wh/kg °C]; V_W è il volume dell’acqua richiesta durante il periodo di calcolo

[m3_/G];

θer è il volume dell’acqua richiesta durante il periodo di calcolo

[m3_/G];

θO è la temperatura di ingresso dell’acqua fredda sanitaria [°C];

G è il numero dei giorni del periodo di calcolo [G].

Si consideri ad esempio la necessità per una utenza di 0,2 m3_/G

per un mese di 30 giorni, alla temperatura di 45°C con una tempera- tura in ingresso al sistema di 10°C. Il fabbisogno mensile sarà:

Q_h,W = 1000·1.162·0,2·(45 – 10)·30 = 244020 Wh = 244 kWh ca. Ai fini della norma si assumono volumi e temperature conven- zionali se si sta effettuando un calcolo per la certificazione energeti- ca, mentre se sono disponibili dati reali relativi all’impianto termi- co in analisi è possibile utilizzare questi dati ai fini di diagnosi ener- getica o valutazioni di calcolo basate sui consumi, sia per quanto riguarda le temperature di funzionamento sia per quanto riguarda i volumi di fabbisogno di acqua calda sanitaria.

Se si tratta quindi di un calcolo convenzionale (dunque, per effet- tuare la certificazione energetica) i volumi di acqua calda sanitaria sono riferiti convenzionalmente ad una temperatura di erogazione di 40 °C e ad una temperatura di ingresso di 15 °C. La differenza di temperatura di riferimento ai fini del calcolo del fabbisogno di ener- gia termica utile per l’acqua calda sanitaria è perciò di 25 K.

Allo stesso modo i valori di fabbisogno quotidiano di acqua calda sanitaria sono valutati su dati medi giornalieri e si riferiscono a va- lutazioni standard.

Il volume di acqua calda sanitaria giornaliero è determinato tra- mite la relazione:

PARTE II - LE NORME TECNICHE

144 dove:

a è il fabbisogno giornaliero specifico [l/G];

N_u è un valore che dipende dalla destinazione d’uso dell’edificio. Nel caso di destinazioni d’uso residenziali il valore di “a” si espri- me in l/(G*m2_{) perché dipende dalla superficie utile “S}

u”, che in pra-

tica corrisponde al parametro “N_u” ed, in particolare:

– per S_u = di 50 m2 _{il parametro “a” è costante e pari a 1,8 [l/(G·m}2_)];

ad esempio per un appartamento di 30 m2 _{il fabbisogno con-}

venzionale annuo si calcola come:

Q_h,W = 1·1.162·(1,8·30)·(40-15)·365 = 572576 [Wh] = 573 [kWh] ca.

– per 51 = S_u= 200 m2_{, “a” assume il valore di 4,514 · S}

u

-0,2356 _[l/(G·m2_)];

ad esempio per una villetta di 120 m2 _{di superficie utile il fab-}

bisogno convenzionale annuo si calcola come:

Q_h,W = 1·1.162· (4,514·120-0,2356_{·120)·(40-15)·365 = 1859203 [Wh]}

= 1859 [kWh] ca.

– per S_u > 200 m2_{, “a” è costante e pari a 1,3 [l/(G·m}2_)].

Qualora si stia trattando un edificio residenziale multifamiliare, bisognerà calcolare il fabbisogno per ciascun appartamento, in re- lazione alla sua superficie, e poi procedere alla sommatoria dei va- lori ottenuti per ottenere il fabbisogno complessivo. Ovviamente questa operazione ha significato nel caso di sistemi centralizzati per la produzione di acqua calda sanitaria, mentre per i sistemi au- tonomi si procederà al calcolo complessivo del fabbisogno di ener- gia primaria per il singolo appartamento.

Per quanto riguarda invece destinazioni d’uso non residenziali, il fabbisogno di energia per l’acqua calda sanitaria si calcola mensil- mente, tenendo conto del numero di giorni/mese di occupazione.

Si riportano i dati di fabbisogno giornaliero di acqua calda sani- taria per destinazioni d’uso non residenziali nella tabella seguente.

3 - LE NORME TECNICHE PER LA CERTIFICAZIONE ENERGETICA 145

Alcuni calcoli di esempio sono:

– ristorante: pranzo e cena (2 pasti al giorno), 100 coperti dispo- nibili → V_W = 100 · 2 · 10 [l/G] = 2000 [l/G];

– palestra: 5 docce bagno uomini, 5 docce bagno donne, 1 doccia bagno portatori di handicap → V_W = 11·100 [l/G] = 1100 [l/G]; – ufficio: 100 m2 _{di superficie utile, V}

W = 100 [m

2_{] · 0,2 [l/(m}2_·G)]

= 20 [l/G].

Applicando il salto termico convenzionale e le proprietà fisiche dell’acqua, nonché il numero di giorni di ogni mese, si otterranno i fabbisogni di acqua calda sanitaria, come mostrato precedente- mente.

Tab. 25 – Fabbisogno giornaliero di ACS per destinazioni d’uso non residenziali ipotizzando temperature di 40°C e salti termici di 25K (rif. UNI/TS 11300-2:2008, prospetto 13)

Tipo di attività a N_u

Hotel senza lavanderia

1 stella 40 l/G

2 stelle 50 l/G Numero di letti

3 stelle 60 l/G

4 stelle 70 l/G

Hotel senza lavanderia

1 stella 40 l/G

2 stelle 50 l/G Numero di letti

3 stelle 60 l/G

4 stelle 70 l/G

Altre attività ricettive diverse dalle precedenti 28 l/G Numero di letti

Attività giornaliera day hospital 10 l/G Numero di letti

Attività ospedaliera con pernottamento e _{90 l/G Numero di letti}

lavanderia

Scuole - -

Scuole materne e asili nido 15 l/G Numero di bambini

Attività sportive/palestre 100 l/G Per doccia installata

Uffici 0,2 l/(m2 _{· G) Superficie utile}

Negozi - -

Ristoranti 10 l/G Numero di coperti

per numero di pasti

Catering e self service 4 l/G Numero di coperti

PARTE II - LE NORME TECNICHE

146

Qualora non si stia effettuando una certificazione energetica o un calcolo standard di progetto, ma si abbiano dati differenti sul- l’utilizzo dell’acqua calda sanitaria e sulle temperature di erogazio- ne, sarà ovviamente cura del progettista adeguare i dati riportati in tabella sulla base:

– degli effettivi fabbisogni specifici (si pensi ad esempio al caso di negozi quali macellerie o pescherie, che hanno cer- tamente fabbisogni di ACS più alti di quanto suggerito nella tabella);

– dell’effettivo parametro specifico di ogni destinazione d’uso (si pensi ad esempio agli hotel, che non hanno un numero di uten- ti continuo in tutti i periodi dell’anno, per i quali è il caso di parlare di numero di pernottamenti in luogo di numero di let- ti, dato che può esser fornito dall’hotel stesso, se esistente, o dalle stime degli investitori, se in progetto);

– del numero effettivo di giorni in cui è presente il fabbisogno (si pensi agli uffici chiusi durante i periodi di ferie, piuttosto che le scuole chiuse in diversi periodi a seconda dell’età degli stu- denti);

– delle temperature in ingresso al circuito e delle temperature di erogazione, le prime disponibili sulle pubblicazioni comunali o rilevabili in campo, mentre le seconde derivano dall’utenza (adulti/bambini/anziani/sportivi) e da scelte progettuali legate al tipo di impianto.