L’implementazione della funzione SE11C nel sistema di automazione introduce un set point di temperatura variabile, anche se non perfettamente ottimizzato, in relazione al profilo di occupazione dei locali ad uso uffici. Tale set point è pari a 22°C per l’intervallo temporale che va dalle 5:00 alle 21:00, e pari a 18°C nell’intervallo temporale ad esso complementare. Analizzando gli andamenti della temperatura settimanale, risulta evidente il calo di temperatura durante le ore notturne, nelle quali i locali ad uso ufficio non vengono abitati. In particolare, la temperatura dell’ambiente, al di fuori dell’orario di occupazione degli ambienti, scende a circa 18,7 °C nel mese di aprile e a circa 18,5 °C nel mese di febbraio. Quest’ultimo valore corrisponde al set point di temperatura minimo impostato nel controllore della temperatura
172 ambiente, con un Δ𝑇 = 0,5 °𝐶 di scostamento che determina il range di accensione e spegnimento dei generatori di calore.
Figura 87. Andamento della temperatura interna nella prima settimana di aprile: Sistema BACS 2
Figura 88. Andamento della temperatura interna nella prima settimana di gennaio: Sistema BACS 2
Risulta evidente, esaminando l’andamento giornaliero della temperatura interna, come il set point di temperatura inferiore abbia incidenza sull’accensione del sistema di riscaldamento nelle ore di non occupazione dei locali. Infatti, al giorno 1 gennaio (fig. 90) l’accensione mattutina dell’impianto di riscaldamento avviene poco prima delle ore 4:00, al raggiungimento del valore inferiore della temperatura di set point, e non alle ore 5:00, orario di accensione del sistema con set point a 22 °C.
173 L’accensione aggiuntiva dell’impianto prima delle ore 5:00, durante il mese di gennaio, risulta necessaria in virtù della differente velocità di risalita della temperatura rispetto al mese di aprile. Infatti, con le logiche di controllo implementate, il valore di set point viene raggiunto ad orari differenti nei diversi periodi dell’anno: alle ore 11:00 di mattina nel mese di aprile, alle ore 13:00 nel mese di gennaio.
Con i due valori di set point della temperatura ambiente impostati, alle ore 8:00 di mattina, orario corrispondente alla piena occupazione degli uffici, la temperatura risulta pari a 20,4 °C nel mese di aprile e a circa 20,2 °C nel mese di gennaio.
Tali valori, seppur inferiori ai 22°C impostati per il sistema di riscaldamento, risultano appena soddisfacenti e corrispondenti a buoni livelli di comfort.
Figura 89. Andamento della temperatura interna al giorno 1 aprile: Sistema BACS 2
174 L’implementazione della funzione SE9C nel sistema di automazione, comporta una migliore gestione del funzionamento delle pompe di circolazione.
Questo influisce sulla temperatura all’interno del volume dell’accumulo, che raggiunge ora il valore di set point fisso impostato, senza mai superarlo.
Figura 91. Andamento della temperatura nell’accumulo nella prima settimana di aprile: Sistema BACS 2
Figura 92. Andamento della temperatura nell’accumulo nella prima settimana di gennaio: Sistema BACS 2
L’analisi dell’andamento settimanale della temperatura all’interno dell’accumulo mette in evidenza come nel mese di gennaio la richiesta termica dell’edificio sia maggiore rispetto al mese di aprile. Infatti nel mese di gennaio la temperatura nell’accumulo si mantiene nell’intorno
175 dei 45°C per un intervallo temporale minore rispetto al mese di aprile, raggiungendo complessivamente valori di temperatura inferiori minori rispetto al mese di aprile.
Quanto detto è visibile con maggiore chiarezza nei grafici dell’andamento giornaliero della temperatura all’interno dell’accumulo termico.
Considerando come punto comune tra i grafici di gennaio e aprile il valore della temperatura di circa 28°C (ore 5:00 ad aprile, ore 4:00 a gennaio), risulta evidente come il valore di set point (45°C) venga raggiunto molto più velocemente ad aprile (ore 11:00) piuttosto che a gennaio (ore 13:15). È visibile in fig. 94, inoltre, l’accensione aggiuntiva richiesta nel mese di gennaio (intorno alle ore 4:00) a causa raggiungimento della temperatura di set point inferiore nei locali.
Figura 93. Andamento della temperatura nell’accumulo al giorno 1 aprile: Sistema BACS 2
176 Con l’implementazione parziale delle funzioni SE9C e SE11C, nonostante la gestione del funzionamento dei generatori sia ancora basato su logiche temporali, il tempo totale di accensione del sistema di riscaldamento scende al 46,6% del tempo di simulazione totale. Tale risultato è dovuto all’introduzione del programma di accensione e spegnimento del sistema di riscaldamento ad orario fisso, regolato dal controllore della temperatura ambiente (lato edificio), ed ha un impatto evidente soprattutto sul tempo di accensione della caldaia a condensazione.
Il tempo di funzionamento della caldaia a condensazione scende al 10,5% della stagione invernale, mentre quello della pompa di calore sale al 36,1%.
Figura 95. Tempi di funzionamento dei generatori di calore: Sistema BACS 2
Il mantenimento della temperatura all’interno del locale a valori di set point inferiori nelle ore di non occupazione, si traduce in una riduzione nei consumi di energia primaria e in una minore emissione di CO2 da parte dei generatori di calore, in accordo con la riduzione dei tempi
complessivi di funzionamento.
Il grafico relativo ai consumi di energia primaria evidenzia, infatti, una riduzione significativa dei consumi energetici della caldaia a condensazione, coerentemente con la riduzione del suo tempo di funzionamento. Essa consuma annualmente 45,7 𝑘𝑊ℎ/𝑚 di energia primaria non rinnovabile, che coincide con il suo consumo di energia primaria totale, in quanto la caldaia a condensazione non presenta una quota di energia rinnovabile.
177 Il consumo di energia primaria della pompa di calore cresce rispetto al sistema precedente, in accordo con i tempi di funzionamento, e risulta pari a 138,9 𝑘𝑊ℎ/𝑚 annui, di cui 11,9 𝑘𝑊ℎ/𝑚 sono energia primaria non rinnovabile.
Il consumo complessivo del sistema di riscaldamento scende, dunque, a 184,4 𝑘𝑊ℎ/𝑚 annui, di cui 157 𝑘𝑊ℎ/𝑚 sono energia primaria non rinnovabile.
Figura 96. Energia primaria consumata dal sistema di riscaldamento: Sistema BACS 2
178 Le emissioni complessive di CO2 del sistema di riscaldamento risultano inferiori rispetto al
sistema precedente, e pari a 35,4 𝐾𝑔/𝑚 di CO2 annui.
La caldaia a condensazione riduce le proprie emissioni con l’implementazione delle due funzioni BACS, che risultano ora pari a 12,1 𝐾𝑔/𝑚 annui. La pompa di calore presenta, invece, delle emissioni maggiori rispetto al sistema BACS 1, e pari a 35,4 𝐾𝑔/𝑚 annui.