La procedura di calcolo dei fabbisogni di energia pri-

Per procedere al calcolo del fabbisogno di energia primaria, tramite il calcolo dei rendimenti e delle perdite, si considera il sistema termico suddiviso in sottosistemi. Ne consegue che an- che il rendimento medio stagionale dell’impianto termico dipen- de dal rendimento e dalle perdite dei singoli sottosistemi che lo compongono.

Per ciascun sottosistema, indicato genericamente con il pedice “x”, si deve effettuare perciò il seguente bilancio termico:

Q_in,x = Q_out,x+ (Q_l,x – Q_lrh,x) – Q_aux,lrh,x (48)

dove:

Q_in,x [Wh] il fabbisogno di energia richiesto in ingresso del sotto- sistema, pari a quello in uscita dal sottosistema precedente;

Q_out,x [Wh] è l’energia utile da fornire in uscita al sottosistema suc-

PARTE II - LE NORME TECNICHE

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Q_l,x [Wh] sono le perdite del sottosistema;

Q_lrh,x [Wh] sono le perdite recuperate del sottosistema, da sottrar-

si al totale delle perdite per determinare le perdite non recu- perabili;

Q_aux,lrh,x [Wh] energia termica recuperata dagli ausiliari elettrici, qua-

le quota percentuale sul totale dei consumi elettrici del sot- tosistema stesso.

Questo bilancio termico non considera fattori di conversione in energia primaria. La conversione in energia primaria è effettuata per il sistema nel suo complesso, tramite sommatoria degli utilizzi di ogni singolo vettore energetico (ad es. elettricità, metano, ma anche fonti rinnovabili, ecc.) e quindi la moltiplicazione di tale somma per l’opportuno fattore di conversione in energia primaria. Il dato ottenuto è utilizzato per determinare il rendimento globale medio stagionale del sistema termico.

Per quantificare i rendimenti (o le perdite) dei sottosistemi, sono previsti due diversi metodi:

– utilizzo di valori precalcolati in funzione della tipologia del sottosistema e di uno o più parametri caratteristici, disponibili in forma tabulare nella UNI/TS 11300-2:2008;

– utilizzo di passaggi analitici, anch’essi descritti nella UNI/TS 11300-2:2008.

Quando si utilizzano i valori di rendimento precalcolati forniti dai prospetti, non si considerano recuperi di energia (termica o elet- trica). Questi sono infatti già computati all’interno del prospetti stessi. Ciononostante, ai fini della determinazione del fabbisogno glo- bale di energia primaria, i fabbisogni di energia elettrica devono essere calcolati separatamente e concorrere al calcolo del rendimento globale medio stagionale.

L’adozione dei due metodi dipende dalla complessità e dall’obiet- tivo delle valutazioni di calcolo che si stanno eseguendo.

I sistemi di riscaldamento e i sistemi di produzione acqua calda sanitaria possono essere alimentati con:

– energia primaria contenuta in combustibili fossili, quali meta- no o gasolio;

– energie alternative o rinnovabili , quali sistemi solari termici o sistemi solari fotovoltaici;

3 - LE NORME TECNICHE PER LA CERTIFICAZIONE ENERGETICA 149

– un mix di energia primaria proveniente da combustibili fossili e di energie rinnovabili.

Nei tre casi la procedura di calcolo è identica sino al punto di immissione dell’energia termica utile nel sottosistema di distribu- zione. Occorre poi ripartire il fabbisogno di energia utile tra i sotto- sistemi di generazione disponibili. Per quanto riguarda i sistemi ali- mentati da fonti rinnovabili, le pompe di calore, le caldaie a bio- massa e i sistemi di cogenerazioni è in corso di preparazione la nor- ma UNI/TS 11300-4.

L’impianto di riscaldamento, per il calcolo del fabbisogno di ener- gia primaria, è suddiviso in:

– sottosistema di emissione;

– sottosistema di regolazione dell’emissione di calore in am- biente;

– sottosistema di distribuzione;

– sottosistema di accumulo, se presente; – sottosistema di generazione.

L’impianto di produzione di acqua calda sanitaria è suddiviso in: – sottosistema di erogazione;

– sottosistema di distribuzione;

– sottosistema di accumulo, se presente; – sottosistema di generazione.

Nel casi di sistemi centralizzati si procede dapprima alla valu- tazione del fabbisogno di energia utile per ogni singola utenza (es. appartamento), valutandone poi il recupero dal sistema di acqua calda sanitaria per pervenire al fabbisogno di energia utile netto.

A ciascuno di questi andrà applicato il calcolo delle perdite dovu- te al sistema di emissione e di regolazione, in modo da pervenire al fabbisogno di energia effettivo.

La somma dei fabbisogni di energia effettivi sarà quindi applica- ta all’impianto di distribuzione complessivo dell’edificio. Questo processo permette di applicare i rendimenti di distribuzione e di generazione alle parti comuni dell’utenza del sistema centralizzato. Ciò equivale a considerare che le singole unità immobiliari prelevi-

PARTE II - LE NORME TECNICHE

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no energia termica utile dalla rete centralizzata con perdite di di- stribuzione e di generazione determinate dal sistema di fornitura del calore dalla rete centralizzata.

Il calcolo si configura quindi nei seguenti passi:

1) calcolo del fabbisogno di acqua calda sanitaria di ciascuna unità immobiliare i-esima;

2) calcolo del fabbisogno di energia primaria per la produzione di acqua calda sanitaria per ogni unità immobiliare i-esima; 3) calcolo del recupero di energia dal sistema di acqua calda sa-

nitaria;

4) calcolo del fabbisogno di energia utile netto, sottraendo il re- cupero di energia termica del sistema di acqua calda sanita- ria;

5) calcolo del fabbisogno di energia effettivo della singola unità immobiliare i-esima:

Q_hr,i = Q’_h,i + Q_l,e,i+ Q_l,rg,i (49) dove:

Q_hr,i è il fabbisogno di energia termica in ingresso all’i-esima uni- tà immobiliare;

Q’_h,i è il fabbisogno netto di energia termica dell’i-esima unità immobiliare;

Q_l,e,i sono le perdite di emissione dell’i-esima unità immobiliare;

Q_l,rg,i sono le perdite di regolazione dell’i-esima unità immobiliare;

6) calcolo del fabbisogno di energia primaria dell’i-esima unità immobiliare, dato da:

Q_p,H,i = Q_hr,i / (η_d × η_gn) (50)

dove:

Q_p,H,i è il fabbisogno di energia primaria calcolato per l’i-esima

unità immobiliare;

Q_hr,i è il fabbisogno di energia termica fornito in ingresso all’i- esima unità immobiliare;

ηd è il rendimento del sottosistema di distribuzione dell’impianto

3 - LE NORME TECNICHE PER LA CERTIFICAZIONE ENERGETICA 151

ηgn è il rendimento del sottosistema di generazione dell’impian-

to centralizzato, eguale per tutte le unità immobiliari; 7) calcolo del fabbisogno di energia primaria per il riscaldamen-

to degli ambienti complessivo dell’edificio, somma dei fabbi- sogni i-esimi delle singole unità immobiliari.

4.7.2. Calcolo del fabbisogno di energia primaria: formulazione ge-

nerale

Il calcolo del fabbisogno di energia primaria permette di valutare il fabbisogno dei diversi fabbisogni di vettori energetici (combusti- bili, elettricità, ecc.) di un edificio e di sommarli tra loro corretta- mente in funzione del loro coefficiente di conversione in energia primaria.

Ai fini della UNI/TS 11300-2:2008 si considerano i fabbisogni di energia primaria derivanti dal riscaldamento degli ambienti interni e dalla produzione di acqua calda sanitaria.

Considerando un determinato periodo di tempo (mese, stagione, giorno, ecc.), il fabbisogno di energia primaria si esprime con la seguente relazione:

Q_p,H,W =

Σ

Q_p,H,W [Wh] è il fabbisogno di energia primaria complessivo, per il

riscaldamento degli ambienti e per la produzione di acqua calda sanitaria;

Q_H,c,i [Wh] è il fabbisogno di energia per riscaldamento ottenuto

dall’i-esimo vettore energetico (combustibili, energia elettri- ca, ecc.);

Q_W,c,i [Wh] è il fabbisogno di energia per acqua calda sanitaria ot-

tenuto dall’i-esimo vettore energetico (combustibili, energia elettrica, ecc.).

f_p,i [-] è il fattore di conversione in energia primaria del i-esimo vettore energetico;

Q_H,aux [Wh] è il fabbisogno di energia elettrica per ausiliari degli

PARTE II - LE NORME TECNICHE

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Q_W,aux [Wh] è il fabbisogno di energia elettrica per gli ausiliari degli

impianti di produzione acqua calda sanitaria;

Q_INT,aux [Wh] è il fabbisogno di energia elettrica per ausiliari di even-

tuali sistemi che utilizzano energie rinnovabili e di cogene- razione;

Q_el,exp [Wh] è l’energia elettrica esportata dal sistema (da solare fo-

tovoltaico, cogenerazione);

f_p,el [-] è il fattore di conversione in energia primaria dell’energia ausiliaria elettrica.

Ovviamente, nel caso di impianti solo di riscaldamento o di sola acqua calda sanitaria si considerano solo i termini relativi al siste- ma presente nell’edificio.

In generale i termini di energia finale sono dati:

– nel caso di combustibili dalla quantità utilizzata moltiplicata per il potere calorifico inferiore;

– nel caso di energia elettrica dalla quantità utilizzata.

Inoltre, i termini Q_INT,aux e Q_el,exp non sono calcolabili con la norma UNI/TS 11300-2; per essi si rimanda alla UNI/TS 11300-4. Allo stes- so modo non sono specificati i fattori di conversione in energia pri- maria relativi a biomasse, teleriscaldamento, fotovoltaico e solare termico.

Per quanto riguarda la norma UNI/TS 11300-2 si utilizzano i se- guenti fattori di conversione in energia primaria:

– nel caso di combustibili, f_p = 1;

– nel caso di energia elettrica, f_p = 2,17 (57_).