Impianti Clima - Numero 4 - Anno 2012 by Impianti Clima

clima

APRILE 2012

impianti Il media digitale per l’HVAC

numero

Mission Critical, i chiller indistruttibili Ottimizzare l’efficienza degli impianti idronici

Inquinamento al Nord Benessere e velocità dell’aria Botanical Air Filtration

CLIMA

IMPIANTI

Impianti Clima è una rivista digitale, distribuita gratuitamente a una mailing list di operatori del settore, installatori, società di gestione attive nel settore del condizionamento e riscaldamento. Impianti Clima, si propone come rapida alternativa di comunicazione per il settore HVAC&R.

18.413 lettori

Gruppi frigoriferi: i preferiti dal mercato

Potenza elettrica installata

Il secolo delle Megalopoli

Pompe di calore ad alta temperatura

VMC, quale futuro? Riscaldamento ibrido

In corsia tira una brutta aria

Un Museo Vivente

MARZO 2012

GENNAIO 2012

Le caldaie solari

Numero 3 CLIMA

Numero 2 FEBBRAIO 2012

Numero 1

GENNAIO 2012

Numero 0

Microcogenerazione domestica

Idronica vs. Espansione Diretta

UTA o autonomi Roof Top

Impianti per reparto di chirurgia

Compressori a confronto

Energia e Innovazione

Sistemi VRF/VRV L’evoluzione più recente

Efficienza energetica Comunicare online

Spot Cooler evaporativi

lettori 2515*

lettori 3078*

lettori 6556*

lettori 6264*

Il numero di esordio di Impianti Clima si è presentato con un insieme di articoli di forte attualità: le Pompe di calore ad alta temperatura, le Caldaie solari, il Recupero dei materiali metallici delle macchine HVAC e la Prevenzione delle infezioni negli ospedali, oltre a numerose rubriche e informazioni sulla vita del settore. Una dimostrazione di come la Rivista vuole proporsi al settore.

Il numero 1, inizia con una indagine sui Gruppi frigoriferi preferiti sul nostro mercato, segnalata su JARN, il periodico giapponese dell’industria HVAC, una discussione sul Futuro della VMC, i sistemi di Climatizzazione ibridi, e gli impianti della Academy of Sciences di San Francisco, che ha conseguito la certificazione LEED, in aggiunta ad altri articoli, informazioni di settore e rubriche.

Ad oggi la massima risposta dei lettori: 6500! Tantissimi argomenti pratici e innovativi: confronto tra i diversi tipi di compressori, i sistemi VRF/VRV più evoluti, gli spot cooler evaporativi, la microcogenerazione domestica, un confronto tra UTA e roof top autonomi e l’importanza dei diagrammi. Un numero già ricco reso ancora più interessante da rubriche e notizie a tutto campo.

Dedicato alla MCE il numero affronta i maggiori problemi energetici dell’HVAC: i limiti all’aumento dell’efficienza, l’innovazione e l’importanza di intervenire sugli edifici ridurre la nostra domanda di energia. E poi un confronto tra idronica ed espansione diretta, la descrizione di impianti per sale operatorie e la comunicazione tecnica online. Immancabili rubriche – anche graffianti – e informazioni obbiettive e mai di parte!

* Dati aggiornati al 06/04/2012

IL SEGNAVENTO

Il Futuro tra Noi C

resce l’afflusso di visitatori che sfo- ciato a seguire anche per i testi originali in gliano Impianti Clima, una confer- lingua degli autori stranieri. Dei link perma di quanto il nostro media sia mettono agli interessati di passare dal partecipato e seguito. Il diagramma a torta testo ridotto a quello completo nel sito. che pubblichiamo ne riporta il numero Ma vi sono altre opportunità offerte attradalla prima uscita verso i social netdella Rivista ad oggi: work, che rappresenun totale di 18.413 tano una nuova realtà, lettori che aumenta impensata fino a poco ogni giorno. Sono dati tempo fa, e offrono di una fonte indipenprospettive inattese. dente e chiunque Anche qui, l’attenziopuò verificarli in ne con la quale siamo qualsiasi momento seguiti ci conferma direttamente nel sito che esiste un bacino www.issuu.com. di utenza che preferiQuesta partecipaziosce questi mezzi per ne offre indicazioni il proprio aggiornapreziose su come scemento. Un’ultima gliere e sviluppare i (per il momento) concontenuti della siderazione non Rivista secondo le meno importante: reali preferenze dei ormai un media onliO - 2.515 l 1 - 3.078 lettori. La comunicane come il nostro 2 - 6.556 l 3 - 6.264 zione online ha requiviene letto con la

18.413 Lettori

siti sensibilmente stessa tempestività a Dati aggiornati al diversi da quelli su Milano come a 06/04/2012 carta: comporta un Vancouver, a Roma modo differente di leggere, è più un sor- come a Shanghai, a Bari come a Tokyo. E’ volare su testi ed immagini e richiede una una realtà sulla quale stiamo riflettendo esposizione altrettanto svincolata dalla per il potenziale che offre di promuovere formula consequenziale, tipica della carta l’industria HVAC italiana all’estero, così stampata. Nel caso di articoli estesi abbia- come il nostro modo di progettare e di mo perciò risolto pubblicandone una sin- costruire. Il futuro è tra noi. Si tratta di tesi sufficientemente informativa sulla saperlo cogliere e sfruttarne le molte e Rivista, e le versioni integrali nel nostro inattese opportunità. sito www.impianticlima.com, insieme agli schemi e ai grafici espandibili a piacimen- Antonio Briganti to. E’ una soluzione che abbiamo comin- Direttore responsabile

Impianti Clima - Aprile 2012 - N. 4

Contenuti APRILE 2012

Editore Antonio Briganti Via Piave, 3 - 21047 Saronno VA - Italia Registrazione numero 17 del 12.11.2011 al Tribunale di Varese

Mission Critical, i chiller indistruttibili Ottimizzare l’efficienza degli impianti idronici

Inquinamento al Nord Benessere e velocità dell’aria Botanical Air Filtration

N. 4 - Aprile 2012 Questa foto da un satellite della NASA è eloquente nel dimostrare la cappa di smog e inquinamento sull’intero Nord Italia

4 regole auree per l’efficienza energetica degli impianti idronici

Quali accorgimenti tenere nel progetto degli impianti idronici per aumentarne l’efficienza energetica rispetto alle procedure dettate dalla tradizione. E quando la tecnologia delle pompe a velocità variabile può contribuire a questo risultato.

Gruppi frigoriferi - Mission Critical

Lo smog intrappolato nella pianura padana

Un inverno in gran parte mite, povero di vento e di pioggia, ha determinato una stagione caratterizzata da livelli molto elevati di inquinanti atmosferici su tutta la Pianura Padana.

www.impianticlima.com - redazione@impianticlima.com 4

@impianticlima Impianti Clima - Aprile 2012 - N. 4

Botanical Air Filtration e filtri naturali

26 Le piante rivelano insospettate capacità di neutralizzare sostanze nocive al punto che si sono sviluppate di recente nuove discipline di studi per impiegarle come filtri d’aria naturali.

Il controllo di allagamenti e inondazioni

Danni, disastri, vittime, sono i segni indelebili che sempre più spesso violenti fenomeni metereologici creano nel nostro Paese, come le sciagure che nei mesi scorsi hanno colpito Liguria e Toscana e, ancor più recentemente, diverse parti del Sud Italia.

Il nuovo benessere termoigrometrico

La formulazione delle condizioni di benessere termoigrometrico nei locali chiusi si è rivelata un percorso protrattosi per oltre cinquant’anni, attraverso un continuo sviluppo di normative. Il passo più recente compiuto dall’ASHRAE si è avuto con la pubblicazione dello standard 55-2010.

Rubriche 6. I Numeri

37. GlobeTrotter

8. Monitor

42. Il Bibliofilo

25. Linea Calda

43. Il minimalista

www.impianticlima.com - redazione@impianticlima.com Impianti Clima - Aprile 2012 - N. 4

@impianticlima 5

I numeri

2,5 miliardi di persone nel mondo mancano di basilari servizi igienico sanitari e 884 milioni ricorrono tutto CiĂ˛, unito a pratiche igieniche insufficienti, produce unâ&#x20AC;&#x2122;elevata mortalitĂ infa

Impianti Clima - Aprile 2012 - N. 3

PIANETA D’ACQUA L’acqua, molto più del petrolio, rappresenta la linfa vitale del Pianeta, senza la quale non c’è vita possibile. E le Nazioni Unite, riconoscendo questo valore, hanno istituito il 22 Marzo di ogni anno il World Water Day, la Giornata Mondiale dell’Acqua, invitando i paesi membri a promuovere attività concrete nei propri territori. Partecipiamo incondizionatamente a questa iniziativa dedicando proprio all’Acqua I NUMERI di questo mese. E continueremo a preoccuparci della sua ricerca, estrazione, trattamento, distribuzione e utilizzo affinchè essa sia disponibile a strati sempre più vasti di popolazioni nel mondo. E perdite e sprechi, come per l’energia, siano attentamente ricercati e vi sia posto riparo. A differenza delle energie rinnovabili, l’acqua dolce non è una risorsa che si possa rinnovare.

1,4

miliardi di km3 la disponibilità totale d’acqua sulla Terra

24,5

milioni di km3 di acqua dolce, il 69,5% della totale disponibilità, accumulata nei ghiacciai

93.000

km3 di acqua dolce accessibili per uso umano, agricolo e zootecnico, ca. 0,26% del totale

300

2100

km3 a da km3 crescita annua del consumo di acqua dolce nel XX secolo

9000 m

per persona di acqua dolce disponibili nel 1989

ora ad approvvigionamenti insalubri di acqua potabile. ntile e malattie (UNICEF).

Impianti Clima - Aprile 2012 - N. 4

5100

m3 disponibili nel 2025 (previsioni) 7

MONITOR L’IDRONICA DEL PIACERE Indicibili sono i piaceri che possono consumarsi nell’acqua calda. L’idronica del piacere ha tutte le caratteristiche per diventare un nuovo e ben remunerativo business dell’HVAC. A prova di ogni genere di crisi.

IMPIANTI CLIMA E’ SOCIAL SEGUICI SU:

LIFE + pubbLIcato L'InvIto 2012 a prEsEntarE propostE

È stato pubblicato nella Gazzetta della Unione Europea C 74 del 13 marzo scorso l’Invito a presentare proposte 2012 per partecipare al Programma LIFE+. A partire da quest’anno la presentazione del fascicolo di candidatura potrà avvenire solo per mezzo dello strumento di trasmissione on line "eProposal".

arIa buona suLL'uLtIma cEna

Dopo due anni di analisi, sono stati pubblicati i risultati di monitoraggio della qualità dell'aria indoor del sistema di filtrazione, riscaldamento e ventilazione installato nel refettorio della chiesa di Santa Maria delle Grazie, dove è esposta l’Ultima Cena. Responsabili del controllo

sono stati il Laboratorio di ricerca ambientale Simg/Isde di Milano, insieme a colleghi delle università di Los Angeles e di Madison (Wisconsin). Il sistema di filtrazione utilizzato ha abbattuto notevolmente l’inquinamento indoor, trattenendo la maggior parte degli inquinanti a un livello che assicura il benessere dell’opera d’arte. Secondo quanto pubblicato sulla rivista Environmental Science & Technology, i livelli di PM10 nella sala del Cenacolo si aggirano tra 0,12 e 0,83 microgrammi per metro cubo. Un po’ più alti quelli di PM2,5:

tra 1,7 e 4,9 microgrammi per metro cubo. La caratterizzazione chimica del particolato ha rivelato che la componente principale delle polveri sottili presenti nella stanza in cui si trova l’Ultima cena è di origine organica, in particolare di residui di prodotti utilizzati per la pulizia del locale e di molecole organiche “perse” dai visitatori.

APPUNTAMENTI 24 - 26 maggio Italia - Torino Energethica

Impianti Clima - Aprile 2012 - N. 4

TErrEnI FErTILI GrAzIE ALL’UmIdITà dELL’ArIA

SERVIZI DI INGEGNERIA IN CALO

Questa idea ha fruttato il James Dyson Award 2011 al sistema di irrigazione Airdrop di Edward Linacre. Si tratta di un dispositivo capace di trasformare aree colpite da siccità in terreni fertili, adatti ad attività agricole. L’inventore ha presto spunto studiando un coleottero del deserto del Namib, capace di vivere in ambienti aridi “catturando” l’acqua necessaria dall’aria. Airdrop sfrutta una rete di tubazioni sotto il terreno per portare l’acqua direttamente alle radici delle piante, dopo averla “recuperata” dall’umidità presente nell’aria. Per funzionare Airdrop si affida a una turbina eolica, mentre in assenza di vento entra in funzione un pannello solare, in questo modo l'afflusso di acqua alle radici è garantito. Il sistema di irrigazione è stato pensato per lavorare in climi aridi, colpiti da fenomeni di siccità. Il premio di 16mila dollari servirà per effettuare dei test.

Secondo l'ultimo rapporto dell'Osservatorio Oice, prosegue nel primo bimestre 2012 l’arretramento del mercato pubblico dei servizi di ingegneria e architettura: dopo il crollo di gennaio, il valore messo in gara nel mese di febbraio non è sufficiente a recuperare quanto perso rispetto al primo bimestre 2011. Le gare di servizi di ingegneria e architettura bandite nel mese di febbraio sono state 334 per un importo complessivo di soli 30,4 milioni di euro. Rispetto a febbraio 2011 il numero delle gare scende del 5,1% mentre rimane stabile il loro valore complessivo.

FURTI DI RAME I furti di rame negli ultimi anni hanno registrato un aumento costante. Per far fronte all'emergenza, è stato istituito un nuovo strumento per il controllo e il monitoraggio dell'attività criminale a esso legata, frutto degli sforzi congiunti tra le istituzioni e i principali operatori di mercato. Il Protocollo di Intesa per l’istituzione presso il Ministero dell’Interno dell’Osservatorio Nazionale sui Furti di Rame è stato firmato da Anie in accordo con il Dipartimento della Pubblica Sicurezza, l’Agenzia delle Dogane, le Ferrovie dello Stato, Enel e Telecom Italia. Obiettivo principale dell'Osservatorio sarà il dettagliato monitoraggio della criminalità sull’intero territorio nazionale, per determinare eventuali collegamenti tra i furti di rame e le attività delle organizzazioni criminali nazionali ed internazionali.

nomInE In aIcarr La Dott.ssa Rosella Molinari è il nuovo Segretario Generale AiCARR. Guido Poli, che ha ricoperto la carica di Segretario Generale passa alla guida di AiCARR Servizi Srl, la Società di servizi di cui assume il ruolo di Consigliere Delegato.

AGGIORNAMENTO NORME EC 1-2012 UNI EN 15241:2008 Ventilazione degli edifici - Metodi di calcolo delle perdite di energia dovute alla ventilazione e alle infiltrazioni negli edifici EC 1-2012 UNI EN 15440:2011 Combustibili solidi secondari - Metodo per la determinazione del contenuto di biomassa EC 2-2012 UNI ISO 9613-2:2006 Acustica - Attenuazione sonora nella propagazione all'aperto - Parte 2: Metodo generale di calcolo

Impianti Clima - Aprile 2012 - N. 4

rIcIcLo dELL’acqua pEr IL data cEntEr dI GooGLE a douGLas county Segnaliamo un interessante video che offre una descrizione del sistema di riciclo dell’acqua attualmente in uso presso il data center di Google a Douglas County, in Georgia, per il raffreddamento dei server. Il sistema riduce sensibilmente le richieste energetiche, attraverso un “impianto di flusso laterale” a cinque miglia dal data center che sposta fino al 30% dell’acqua riciclata dell’acquedotto e la invia al data center per il raffreddamento a evaporazione. Il liquido di scarto viene inviato al proprio impianto di trattamento degli scarichi, dove viene disinfettato e pulito prima di riversarlo nel fiume Chattahoochee. Per visualizzare il video clicca qui

Guida Ristrutturazioni edilizie: le agevolazioni fiscali

PROGETTAZIONE ECOCOMPATIBILE CONDIZIONATORI ARIA E VENTILATORI REGOLAMENTO COMMISSIONE EU EUROPEA

Dal 1° gennaio 2012, la detrazione fiscale del 36% sulle ristrutturazioni edilizie non ha più scadenza. L’agevolazione, introdotta fin dal 1998 e prorogata più volte, è stata resa permanente dal decreto legge n. 201/2011 (art. 4) che prevede il suo inserimento tra gli oneri detraibili ai fini Irpef. La guida è disponibile nel sito dell’Agenzia dell’Entrate., ed è possibile scaricarla cliccando qui

La Commissione Europea ha varato il Regolamento n. 206/2012/Ue in attuazione della passata Direttiva 2009/125/Ce sulla progettazione ecocompatibile dei prodotti connessi al consumo di energia. Il regolamento è stato pubblicato nella Gazzetta Ufficiale dell’Unione Europea il 10 Marzo 2012 (http://eurlex.europa.eu). Attraverso questo provvedimento la Commissione Europea ha stabilito gli standard minimi di efficienza energetica che i condizionatori d’aria alimentati da rete elettrica con capacità frigorifera nominale o capacità

calorifica nominale pari a ≤ 12kW e i ventilatori con potenza elettrica assorbita pari a ≤125W dovranno garantire per poter essere messi in commercio. Il testo disciplina inoltre anche i livelli massimi di rumorosità consentiti e l’impiego di energia in modalità stand-by e spenta di diversi modelli. Gli standard entreranno in vigore in due fasi, con una prima a partire da Gennaio 2013, seguita da una seconda a partire da Gennaio 2014. Per maggiori dettagli si consiglia di scaricare il regolamento cliccando qui Impianti Clima - Aprile 2012 - N. 4

IL soLE a scuoLa

HonEst buILdInGs

Il Ministero dell'Ambiente rinnova la seconda edizione de “Il sole a scuola”, il bando rivolto a Comuni e Province per promuovere la diffusione degli impianti fotovoltaici sugli edifici scolastici italiani e sensibilizzare le nuove generazioni sul risparmio energetico. Il bando, è finanziato con tre milioni di euro. Il contributo concesso dal ministero è pari al 100% del costo ammissibile con un limite massimo di 40 mila euro per edificio scolastico. Non è previsto, quindi, nessun onere a carico dell’ente locale. Il bando è disponibile direttamente nel sito del ministero dell’Ambiente. Clicca qui.

E’ stato lanciato il portale Honest Buildings, progettato da riggs Kubiak grazie al coinvolgimento degli enti americani Environmental defense Fund, Energy Star, Building Operator's Certification e Cuny High Performance Lab. Il sito è un compendioso database che mette in relazione progetti realizzati ed organizzazioni, classificandoli in base a dimensioni, numero degli occupanti, caratteristiche strutturali, prestazioni energetiche e certificazioni ottenute, comprese immagini, recensioni, e l'elenco degli operatori associati. www.honestbuildings.com

4 regole auree per l’efficienza degli impianti idronici Quali accorgimenti tenere nel progetto degli impianti idronici per aumentarne l’efficienza energetica rispetto alle procedure dettate dalla tradizione. E quando la tecnologia delle pompe a velocità variabile può contribuire a questo risultato. Massimo Vizzotto massimo.vizzotto@impianticlima.com

icordo che, quando cominciai a occuparmi di climatizzazione il direttore della società per la quale collaboravo mi rassicurò dicendomi: “Stai tranquillo, che nella maggior parte dei casi, i progettisti ti chiederanno caldaie per riscaldare l’acqua da settanta a ottanta gradi e refrigeratori per raffreddarla da dodici a sette; le unità terminali saranno sempre i ventilconvettori e quelle di trattamento dell’aria esterna, sempre uguali, con tre batterie e un umidificatore”. Niente di più semplice e di più ripetitivo. Sempre lo stesso schema d’impianto: aria primaria più fan coil. Per diversi anni si è andati avanti così. Evidentemente, poco ci si curava dei costi gestionali: era sufficiente che l’impianto fosse semplice da progettare, che fosse economica la sua realizzazione e pratica la sua conduzione. Col tempo, molte cose sono cambiate. Forse, anche grazie all’avvento di più sofisticate tecnologie in materia di controllo e di gestione dei sistemi per la climatizzazione, ma ancor più perché ci si è resi conto della necessità di modificare radicalmente certi principi impiantistici con lo scopo di ridurre sem-

pre più i consumi di energia. Quali sono state, quindi, le principali varianti apportate ai tradizionali impianti ad “aria primaria più fan coil”? Si possono riassumere in parametri specifici inerenti a: -nuove tipologie di apparecchiature di raffreddamento e di riscaldamento applicate; - differenti temperature dei fluidi; - minori portate dei fluidi. Una certa evoluzione è senz’altro determinata dall’aggiornata tecnologia delle apparecchiature principali: generatori termici a condensazione, refrigeratori o pompe di calore muniti di compressori rotativi più efficienti che in passato, produzione dell’acqua fredda e calda con sistemi ad assorbimento, ecc. Ma, la vera e propria rivoluzione si è avuta quando si è costatato che il miglior modo per adeguare i sistemi di climatizzazione ai carichi variabili degli edifici sarebbe stato quello di variare progressivamente e proporzionalmente la velocità di rotazione dei compressori, dei ventilatori e delle pompe di circolazione dell’acqua. Impianti Clima - Aprile 2012 - N. 4

La portata d’aria variabile

Molti impianti di distribuzione dell’aria sono stati realizzati, già verso la fine degli anni ’70 del Novecento con portata variabile; dapprima, con sistemi dissipativi, cioè azionando le serrande poste sull’aspirazione dei ventilatori centrifughi o con ventilatori assiali e pale orientabili in moto; in seguito, mediante inverter applicati sui gruppi motoventilanti, sia assiali, sia centrifughi (oggi di tipo plugfan). La regolazione di velocità consente di abbassare la curva caratteristica del ventilatore. In questo modo, nella regolazione, non sono introdotte resistenze aggiuntive e la possibilità di variare la velocità in modo da seguire le reali richieste del carico consente un effettivo risparmio energetico rispetto alla tradizionale regolazione dissipativa. La riduzione progressiva della velocità di rotazione e, quindi, della portata dell’aria in ragione della minore richiesta di carico degli ambienti, permette di mantenere scambi termici nelle batterie di trattamento con differenziali di temperatura maggiori e costanti. Anche i motori brushless a magneti permanenti hanno offerto un importante contributo al miglioramento energetico, sia dei sistemi di ventilazione degli ambienti, sia dei condensatori dei gruppi frigoriferi ad aria.

La portata d’acqua variabile

Ma la rivoluzione più importante si è ottenuta recentemente variando la portata dell’acqua fredda o calda nei sistemi idronici. L’applicazione dell'inverter sulle pompe consente di effettuare una regolazione non dissipativa attraverso la variazione della loro velocità in funzione del carico richiesto. Quest’applicazione consente, quindi, un risparmio in termini di energia perché risponde alle reali esigenze del carico senza introdurre perdite o consumi non richiesti dal processo. L’azionamento a velocità variabile porta a un decremento della potenza elettrica assorbita tanto più sensibile quanto maggiore è la parzializzazione della portata. In particolare, è possibile ottenere una riduzione del 50% della potenza assorbita con una parzializzazione del cari-

co già al 20%. E’ stato semplice realizzare i circuiti idronici secondari a portata d’acqua variabile applicando valvole on/off o modulanti a due vie sulle unità terminali. Al contrario, non è stato altrettanto facile ottenere subito i risultati attesi sulle apparecchiature di refrigerazione o sulle pompe di calore. Infatti, inizialmente, i normali gruppi frigoriferi, all’eccessivo ridursi della portata dell’acqua all’interno degli evaporatori, rischiavano il blocco per antigelo o o a causa della pressione del refrigerante in aspirazione eccessivamente bassa. Con particolari accorgimenti, ma, soprattutto, con l’applicazione degli evaporatori a tubi d’acqua con il refrigerante all’esterno (evaporatori allagati), è stato possibile soddisfare i requisiti di portata dell’acqua variabile attraverso il fascio tubiero, almeno fino a valori minimi di portata soddisfacenti (tra 30% e 50% della portata nominale). Questa soluzione, oltre a consentire un sostanzioso risparmio di energia elettrica del sistema di pompaggio, permette di realizzare impianti con un solo circuito idronico primario, riducendo drasticamente anche i costi d’installazione: una tubazione di bilanciamento (disgiuntore) permetterà di garantire al refrigeratore la minima portata d’acqua all’evaporatore anche quando la maggior parte delle utenze dovesse escludere il proprio esercizio. La portata d’acqua variabile consente di mantenere il differenziale di temperatura tra l’acqua di ritorno dall’impianto e quella raffreddata (o riscaldata) sempre costante, garantendo l’ottimo scambio termico nelle batterie di trattamento e riducendo le perdite di carico medie nell’intero circuito idronico.

Compressione di refrigerante variabile

Un miglioramento dell'efficienza dei compressori nei sistemi di refrigerazione è ottenuto dalla regolazione del volume di refrigerante elaborato che è in stretto legame col carico elettrico realmente richiesto. Il controllo a gradini o modulante sul compressore consente di ridurre le perdite sui cicli di accensione e spegnimento e consente un

1. Confronto

delle varie teCni-

Che di Controllo dei gruppi frigoriferi o delle pompe di Calore a Compressione elettriCa Col

50% del CariCo. (enea, riCerCa sistema elettriCo 2009)

Impianti Clima - Aprile 2012 - N. 4

Tabella 1 RiSPaRmi EnERgETici PoSSibili aumEnTando la TEmPERaTuRa dEll’acqua REfRigERaTa E il diffEREnzialE dElla STESSa

Refrigeratore d'acqua condensato ad aria da 500 kWf di capacità

Potenza assorbita compr. e ventil.

Temp. acqua

Salto termico

Perdita di carico

EER

°c

kpa

kW/kW

158 158 129

7 7 17

5 8 8

50 20 17

miglior funzionamento in parzializzazione. Contemporaneamente alla portata variabile negli scambiatori di calore, si tiene conto di modificare il carico termico erogato dai gruppi frigoriferi o delle pompe di calore variando progressivamente la velocità di rotazione dei compressori con inverter. Questa soluzione, oltre ad adeguare puntualmente la potenza erogata alle esigenze dell’impianto, con conseguente risparmio energetico sulla compressione del refrigerante, consente una maggiore elasticità nella realizzazione del circuito idronico. Infatti, la possibilità di ridurre la potenza frigorifera erogata entro certi limiti permette di realizzare impianti anche con una minima massa d’acqua. In poche parole, quest’opportunità richiede un minore volano termico consentendo un più rapido e conveniente raggiungimento delle temperature richieste e, spesso, eliminando completamente l’applicazione di serbatoi inerziali.

Differenziali termici più alti e portate d’acqua inferiori

Nei limiti di un adeguato trattamento di raffreddamento e di deumidificazione dell’aria, è sempre opportuno che gli impianti di climatizzazione siano progettati con una minor portata d’acqua rispetto ai vecchi standard. Agli effetti pratici è possibile soddisfare comunque la richiesta di trattamento dell’aria con portate ridotte, purché la temperatura media dell’acqua non s’innalzi eccessivamente. Talvolta, pur di non dover sostituire le batterie

3,17 3,17 3,87

L’aumento deLLa temperatura deLL’acqua fredda negLi impianti idronici (da 7°c a 17°c) consente di ottenere un risparmio di energia eLettrica di compressione prossimo aL 20%. L’aumento deL saLto di temperatura deLL’acqua (da 5 K a 8 K) permette, aLtresì, di risparmiare sui costi di pompaggio deLL’acqua neL circuito idronico, con una riduzione deLLe perdite di carico fino aL 60%.

di trattamento esistenti con altre a numero maggiore di ranghi o con un passo tra le alette più fitto, si preferisce fornire il fluido vettore con un salto termico maggiore, ma con una temperatura in ingresso sensibilmente inferiore. Così, ad esempio, si può progettare un sistema idronico, anziché con l’acqua refrigerata a 7°°C e ΔT di 5 K, con l’acqua entrante nella batteria a 6 °C e con ΔT di 7 K. In questo modo si mantiene inalterata la temperatura media dell’acqua e, se la sua portata è variabile in funzione del carico, questo salto termico rimarrà costante per la quasi totalità dei regimi di funzionamento. Apparentemente sembra una banalità, ma l’avere aumentato di solo due gradi Celsius il differenziale di temperatura dell’acqua offre interessanti vantaggi: - minore portata d’acqua; - riduzione dei diametri delle tubazioni del circuito idronico; - minore lavoro delle pompe di circolazione grazie ad una minore perdita di carico complessiva del sistema. Quando si deve progettare un nuovo impianto, è decisiva la scelta dei parametri inerenti all’acqua nel circuito idronico: temperatura e portata. Un progetto ideale dovrebbe mirare ad aumentare la temperatura dell’acqua fredda o a ridurre quella dell’acqua calda, anche a scapito delle batterie delle unità terminali, perché si otterrebbe un superiore vantaggio con la riduzione di potenza richiesta al refrigeratore d’acqua o al generatore termico: maggiore temperatura dell’acqua refrigerata o minore temperatura dell’acqua calda e inferiori portate, sono, quindi, gli obiettivi da conseguire. W

Tabella 2 RiSPaRmi EnERgETici PoSSibili aumEnTando la TEmPERaTuRa dEll’acqua REfRigERaTa E il diffEREnzialE dElla STESSa

Pompa di calore aria-acqua da 500 kWt di capacità

Potenza assorbita compr. e ventil.

Temp. acqua

Salto termico

Perdita di carico

EER

°c

kpa

kW/kW

189 192 128

60 60 35

5 8 8

50 20 20

2,65 2,61 3,92

Impianti Clima - Aprile 2012 - N. 4

riduzione deLLa temperatura deLL’acqua caLda negLi impianti idronici (da 60°c a 35°c) consente di ottenere un risparmio di energia eLettrica di compressione superiore aL 30%. L’aumento deL saLto di temperatura deLL’acqua (da 5K a 8K) permette, aLtresì, di risparmiare sui costi di pompaggio deLL’acqua neL circuito idronico, con una riduzione deLLe perdite di carico fino aL 60%.

Gruppi frigoriferi Mission Critical

Antonio Briganti antonio.briganti@impianticlima.com

Sono numerose quanto diversificate le applicazioni di raffreddamento con requisiti fuori della norma. Ciò ha spinto verso una specializzazione dei gruppi frigoriferi, definiti appunto Mission Critical, che si differenziano anche sensibilmente da quelli ordinari per impieghi di benessere. Soprattutto nelle applicazioni industriali, dove il funzionamento di impianti e processi può essere continuativo per 24 ore al giorno e 7 giorni la settimana, risulta preminente assicurare due condizioni: l’affidabilità di funzionamento e il contenimento dei consumi di energia, i cui costi ricadono inevitabilmente sul prodotto finito o sul servizio offerto. I gruppi frigoriferi per queste applicazioni sono spesso definiti Mission Critical proprio per la capacità di rispondere soprattutto alla prima condizione, com’è il caso dei data center, delle raffinerie, degli ospedali e di numerosi processi. Si tratta di macchine che si differenziano per vari e spesso sostanziali aspetti da quelle normali di benessere, progettate per rispondere a condizioni di funzionamento spesso heavy duty. Il mercato internazionale offre una definita gamma di apparecchi con caratteristiche differenziate per soluzioni adottate e tipo di costruzione. Ai fini del risparmio energetico tre sono comunque le scelte più comunemente seguite: recupero di calore e/o pompa di calore; free cooling e raffreddamento evaporativo.

Gruppi Frigoriferi Modulari Le unità modulari come i modelli SHC onDemand® serie UCH prodotte da ClimaCool, di cui un esemplare è visibile nella figura 1, hanno come caratteristica più evidente quella di poter essere installati “in batteria” grazie proprio alla loro modularità. Una caratteristica preziosa nel caso di mutate destinazioni degli spazi, o all’aumentare della domanda di raffreddamento nel corso del tempo. Altre caratteristiche sostanziali riguardano il funzionamento: utilizzano l’acqua come sorgente fredda/calda e alimentano due circuiti indipendenti per il raffreddamento e il riscaldamento. La produzione è in due serie: a pompa di calore reversibile e a recupero di calore. Quando più moduli sono collegati tra loro i regimi di funzionamento possono essere stabiliti “on demand” e ciò consente una grande flessibilità di funzionamento, ma soprattutto la continuità del servizio anche di fronte ad emergenze e manutenzione.

Unità autonome Ciascun modulo costituisce una unità del tutto autonoImpianti Clima - Aprile 2012 - N. 4

1. Un modello dei grUppi frigoriferi modUlari a recUpero di calore e a pompa di calore SHc Serie UcH (climacool)

to, oppure in riscaldamento e raffreddamento simultanei. La figura 2B presenta uno schema unifilare di principio. Entrambe le tipologie di macchine son previste per funzionare in impianti a 4 tubi, soprattutto in edifici del terziario. Le potenze frigorifere nominali vanno da 100 a 300 kW, anche se, secondo il Costruttore, le macchine possono essere configurate in impianti con potenza fino a 3500 kW. Esse sono rientrate tra le prime 10 alle quali sono stati conferiti gli Innovation Awards durante la fiera AHR EXPO 2012 lo scorso Gennaio a Chicago.

Macchine Mission Critical entro copertura accessibile ma, con compressori, scambiatori di calore, quadro elettrico e di regolazione, interamente assemblati entro un telaio metallico. Gli attacchi idraulici possono essere sdoppiati sulle due testate per consentire collegamenti in batteria. Sono presenti 6 attacchi: 2 per il fluido del pozzo freddo/caldo; 2 per l’acqua calda e 2 per l’acqua refrigerata, su una o su entrambe le estremità della macchina. Sia le unità a pompa di calore che a recupero di calore possono utilizzare i refrigeranti R-410A (con produzione di acqua calda a temperatura max. di 57 °C) o R-134a (con temperatura max. di 74 °C). I moduli a pompa di calore collegati in batteria consentono un funzionamento particolare, come da schema unifilare nella figura 2A: uno o più moduli possono funzionare in riscaldamento e i rimanenti in raffreddamento. L’acqua calda e fredda viene distribuita nei rispettivi circuiti mediante l’azione di due valvole. Nello schema il modulo 1 funziona in raffreddamento, il 2 è in stand by e il 3 in riscaldamento. Ciascun modulo può essere “indirizzato” indipendentemente dalla sua posizione dell’impianto. I moduli a recupero di calore consentono un funzionamento più flessibile, oltre che energeticamente molto efficiente, quando collegati in impianti closed loop. Anch’essi possono essere “indirizzati” indipendentemente dalla loro posizione e consentono il funzionamento in riscaldamento o raffreddamen-

Progettate per impieghi Mission Critical, capaci di rispondere a condizioni di funzionamento pesanti, le unità serie 30A3 a free cooling di Technical Systems, una divisione di RAE Corporation, si caratterizzano per vari aspetti fuori standard. Un modello è visibile nella figura 3. La copertura a doppia parete, isolata, è accessibile e consente oltre a tutte le operazioni di manutenzione dall’interno anche la pulizia delle due batterie – del condensatore e idronica del circuito a free cooling – sui due lati. I compressori e i quadri elettrici con i dispositivi di gestione elettronica sono mantenuti protetti entro una zona a tenuta degli agenti atmosferici con doppia parete dotata di isolamento da 100 mm. Un particolare dell’interno di una macchina è visibile nella figura 4; il piano pedonabile è opportunamente sagomato per il deflusso delle acque meteoriche verso un opportuno scarico. Le unità sono equipaggiate con due o quattro compressori a doppia vite semiermetici, funzionanti a R-134a, ciascuno collegato su un proprio circuito frigorifero indipendente, con valvole di espansione elettronica. La batteria di free cooling è collegata in serie sul circuito idronico dell’acqua entrante all’evaporatore per mezzo di una valvola a 3 vie e il sistema di gestione consente un controllo continuativo per regimi di free cooling totale e parziale, secondo la temperatura esterna e la domanda.

2. ScHemi Unifilari di impianti con tre modUli UcH in differenti regimi di fUnzionamento. a). a pompa di calore; B). a recUpero di calore. V= ValVole motorizzate di intercettazione e di controllo (climacool).

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3. ViSta eSterna di Un grUppo frigorifero ad aria miSSion critical, con circUito di free cooling, caratterizzato da Una copertUra iSolata a doppia parete. la maccHina Utilizza da

1 a 4 compreSSori

a Vite con circUiti frigoriferi indipendenti (mod.

30a3, tecHnical SyStemS / diV. rae co.).

Costruzione personalizzata Queste macchine possono essere dotate di sistema UPS per assicurare la continuità di funzionamento di fronte a temporanee cadute di tensione, come anche di sistemi di iniezione di refrigerante liquido nei compressori per far fronte ad alte temperature esterne, e all’opposto, possono essere equipaggiate di kit per l’avviamento anche a temperature invernali estreme, fino a -30 °C, mediante opportuni interventi sul circuito della macchina. Il campo di potenza frigorifera nominale di queste macchine (ARI 550/590) si estende da 127 a 410 tons (447 – 1440 kW), ma può variare in funzione delle versioni.

Raffreddatori Evaporativi

indiretto, le nuove unità OASIS™ PFC di Munters sono progettate per smaltire elevate potenze termiche negli impianti di condizionamento civili o industriali. Un modello è visibile nella figura 5. Gli scambiatori di calore in polimeri, di cui sono equipaggiate, presentano non pochi vantaggi rispetto ai tipi in metallo usati correntemente. Infatti, secondo il Costruttore, richiedono una minore manutenzione poichè non si producono incrostazioni sui tubi e non necessitano di trattamenti chimici dell’acqua, eliminando i costi e il lavoro altrimenti richiesti. E neppure si richiede alcuna protezione antigelo. Un altro vantaggio non da poco è il minor peso delle macchine, a parità di potenza smaltita rispetto a unità tradizionali, che ne favorisce l’installazione su tetto.

Sviluppate sul principio del raffreddamento evaporativo La costruzione La costruzione della macchina, come dallo schema nella figura 6, consiste in un banco di ventilatori elicoidali nella parte inferiore che soffiano l’aria verso l’alto; essa attraversa dapprima la zona di caduta dell’acqua e quindi lo scambiatore di calore in polimeri, successivamente fuoriesce e prosegue attraversando i separatori di gocce liberandosi in atmosfera. Immediatamente al di sotto dei separatori sono situati gli ugelli di spruzzamento dell’acqua alimentati da una pompa di modesta capacità che pesca un serbatoio di raccolta. Il funzionamento delle macchine avviene sul principio del raffreddamento evaporativo indiretto, un sistema di raffreddamento a basso consumo di energia senza utilizzo di circuiti a compressione e quindi di refrigeranti. I soli consumi sono quelli dei ventilatori e della pompa. La macchina utilizza l’aria esterna e modesti quantitativi d’acqua spruzzata (ma solo quando le condizioni lo richiedono) sullo scambiatore di calore in polimeri.

La potenza smaltita 4. Una rappreSentazione parziale dell’interno di Una Unità della figUra precedente. e’ ViSiBile il particolare della doppia Batteria (1- 3) pUliBile dall’interno; il piano di calpeStio Sagomato (2) per conSentire il deflUSSo dell’acqUa pioVana a Uno Scarico e Un particolare del kit (4) per aVViamento con BaSSe temperatUre eSterne (tecHnical SyStemS / diV. rae co.).

Le macchine sono realizzate in versioni da uno a quattro moduli. Per la potenza smaltita il Costruttore indica due regimi di funzionamento: - ad umido (con pompa e ventilatori attivi, aria entrante 35 °C B.S., 25,6 °C B.U., acqua entrante / uscente 35,0 / 29,5 °C, uscente): da 90 a 360 kW Impianti Clima - Aprile 2012 - N. 4

5. Un modello rappreSentatiVo dei raffreddatori eVaporatiVi indiretti oaSiS™ pfc (mUnterS).

6. ScHema di fUnzionamento dell’Unità di raffreddamento eVaporatiVo indiretto della figUra precedente.

- a secco (con soli ventilatori attivi, aria entrante 10 °C B.S., 7,2 °C B.U., acqua entrante /uscente c.s. ): da 105 a 420 kW. Questa tipologia di macchine è prevista per impieghi soprattutto nell’industria dove esistono elevate aliquote di calore da smaltire per periodi protratti nel corso dell’anno, anche nella stagione invernale .

- copertura accessibile contenente uno o due compressori a vite, dotata di ventilazione meccanica con aria esterna. Essa racchiude i componenti frigoriferi principali, l’evaporatore e il quadro elettrico ed elettronico, con porte d’accesso sulle due estremità; - condensatore evaporativo montato adiacente alla copertura stessa, dotato di ventilatori centrifughi trifase, distributori d’acqua non intasabili e pompa dell’acqua. Le unità a 4 compressori sono realizzate con 2 + 2 moduli anch’essi assemblati su un unico basamento, come dimostra sempre la figura 7. Realizzate di varie versioni e grandezze costruttive, queste macchine coprono un campo di potenze frigorifere da 44 tons (1 compressore) a 392 tons (4 compressori) (155 – 1380 kW).

Gruppi frigoriferi con condensatori evaporativi Si tratta di veri e propri sistemi di diversa configurazione secondo le caratteristiche dell’applicazione, assemblati su uno stesso basamento, collaudati in fabbrica e trasportati sull’impianto in un’unica soluzione. Rappresentative di questa tipologia sono le macchine della serie 35E, realizzate anch’esse da Technical Systems, che costituiscono veri e propri impianti, come dimostra il modello nella figura 7. Il sistema di raffreddamento evaporativo dei condensatori raggiunge elevate efficienze energetiche e permette importanti riduzioni dei consumi di energia rispetto ai condensatori ad aria.

La costruzione Le macchine sono configurate in due o quattro moduli assemblati tra loro:

Conclusioni Lo spazio impedisce di proseguire nella descrizione di altre tipologie di gruppi di raffreddamento speciali, alcune fortemente innovative, presenti sul mercato internazionale. E tuttavia crediamo che gli esempi riportati siano sufficientemente significativi per dimostrare che per applicazioni mission critical la tecnologia delle macchine frigorifere debba essere sostanzialmente diversa da quelle per utilizzi di benessere. W Riferimenti su Internet www.climacoolcorp.com www.rae-corp.com www.munters.us

7. Un grUppo frigorifero eVaporatiVo di grande potenza eqUipaggiato con 4 compreSSori a Vite, 2 entro ciaScUna copertUra, e dUe condenSatori eVaporatiVi. la poSizione di compreSSori e condenSatori eVaporatiVi è alternata tra le dUe parti della maccHina per eqUiliBrare i peSi (Unità Serie 35 / tecHnical SyStemS / diV. rae co.).

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Lo smog intrappolato n

Un inverno in gran parte mite, povero di vento e di pioggia, ha determinato una stagione caratterizzata da livelli molto elevati di inquinanti atmosferici su tutta la Pianura Padana, senza particolari differenze tra i capoluoghi e i piccoli paesi decentrati. 20

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ella pianura

gni giorno, per due volte (in genere a mezzogiorno e a mezzanotte), dalla stazione meteorologica dell’aeroporto di Linate si innalza in volo un pallone sonda, con a bordo una strumentazione che serve a registrare e a inviare a terra le variazioni di temperatura dell’aria durante la salita. Si tratta di un mezzo semplice, ma molto efficace, per ricostruire il profilo di temperatura dello strato di atmosfera più aderente al profilo superficiale del terreno, un fattore cruciale nel determinare la stagnazione degli inquinanti a bassa quota oppure la loro dispersione tramite il possibile rimescolamento con gli strati d’aria sovrastanti e più puliti. In condizioni ideali, si instaura un gradiente di temperatura negativo, cioè l’aria, al contatto con il terreno riscaldato dai raggi del sole e dalle attività umane, si riscalda a sua volta e tende a salire verso l’alto, raffreddandosi poi gradualmente perché, con la diminuzione di pressione, si espande subendo un raffreddamento adiabatico. Questo fenomeno tende a trasportare gli inquinanti a quote elevate, dove possono essere dispersi dai venti che sono sempre più intensi e costanti rispetto a quelli superficiali.

Smog per inversione termica a bassa quota Purtroppo, assai di frequente nei periodi invernali, si instaura invece una condizione di inversione termica a bassa quota, cioè il gradiente di temperatura si inverte prematuramente: l’atmosfera dello strato superficiale aumenta di temperatura con l’altezza e le correnti d’aria calda, che trasportano gli inquinanti verso l’alto, si fermano quasi subito perché incontrano una stratificazione di uguale temperatura, distribuendosi orizzontalmente in una cappa densa e soffocante che tende poi a ricadere, saturando di smog le prime centinaia di metri d’aria sopra le nostre teste. La situazione dell’inverno 2011-2012 è stata particolarmente critica, perché lo stato di inversione

L’Agenzia Europea per l’Ambiente ha stimato circa tre anni di vita in meno per gli abitanti del bacino padano

Cristiano Vergani cristiano.vergani@impianticlima.com Impianti Clima - Aprile 2012 - N. 4

termica è stato favorito da lunghe fasi anticicloniche con tempo stabile e soleggiato e una quasi completa assenza di venti e precipitazioni, con l’eccezione di un breve periodo a febbraio. Dal punto di vista dell’inquinamento atmosferico, si tratta di una combinazione micidiale, che ha prodotto un’impennata record nei dati registrati dalle centraline di monitoraggio, soprattutto per quanto riguarda il PM10. Le direttive europee consentono, in un anno, un massimo di 35 superamenti giornalieri del limite di 50 µg/m3 di PM10 ma, nel 2011, Torino ha “sforato” il limite per ben 118 giorni; Milano per 107; Verona per 98 e così via, fino alla quasi virtuosa Firenze che ha contato 43 giorni. I primi sei posti (e gran parte dei rincalzi) di questa poco gloriosa classifica appartengono a città del bacino padano e, per tutte quante, le concentrazioni più alte di PM10

L’inverno 2011-2012,

neLL’itaLia deL

nord, è stato caratterizzato da Lunghe fasi anticicLoniche con tempo stabiLe e soLeggiato, una condizione ideaLe per favorire L’accumuLo degLi inquinanti e La formazione di smog fotochimico

(ozono

e particoLato

secondari).

sono state registrate nel mese di novembre. Nel 2012, le cose non stanno andando per niente meglio, con ben 27 capoluoghi di provincia tutti a nord del Po, tranne Frosinone e Benevento, che a febbraio hanno già esaurito o superato i 35 giorni massimi consentiti. Tutto questo avviene nonostante gli inventari delle emissioni stiano segnando, da diversi anni, una notevole riduzione nella quantità di inquinanti emessi in atmosfera.

Minori emissioni ma concentrazioni in aumento Si emettono meno inquinanti, ma le concentrazioni salgono: come si spiega questo curioso paradosso, che tanto imbarazzo sta procurando agli amministratori locali impegnati sul fronte della lotta all’inquinamento atmosferico? Il caso di Milano è paradigmatico. Per fronteggiare una situazione sanitaria al limite del dramma (se ne parla poco, ma l’Agenzia Europea per l’Ambiente ha stimato ultimamente circa tre anni di vita in meno per gli abitanti del bacino padano) la giunta milanese ha messo in atto una serie di provvedimenti urgenti, tra cui la discussa congestion charge nell’area centrale cittadina, che in effetti hanno ridotto in modo

apprezzabile il traffico veicolare. Tuttavia, risultati sul PM10 non se ne sono visti, anzi, si è osservato un leggero peggioramento. In realtà, gli inquinanti di tipo primario, cioè quelli emessi direttamente come tali (es. il monossido di carbonio) sono discesi, segnalando correttamente la riduzione delle fonti di emissione: purtroppo, non è sufficientemente noto che solo il 25% circa del PM10 proviene dall’emissione diretta (es. la frazione minerale carboniosa, black carbon, come residuo di combustione da motori diesel e stufe a legna), mentre per il restante 75% circa è di natura secondaria, cioè dipende soprattutto da fenomeni fisico-chimici di diffusione e trasformazione di inquinanti già diffusi nell’ambiente (smog fotochimico, sollevamento di polveri dal suolo), fenomeni a loro volta fortemente dipendenti da fattori meteorologici. A questo punto, è chiaro che se il traffico diminuisce, anche di molto, ma le condizioni meteo sono tali da provocare il ristagno degli inquinanti, un forte irraggiamento solare e un clima secco e polveroso, i valori di PM10 resteranno decisamente elevati. A riprova di questo meccanismo, in parallelo ai valori di PM10 si riscontrano anche delle alte concentrazioni di ozono, che è un inquinante quasi interamente di tipo

2. Negli ultimi aNNi, le massime coNceNtrazioNi di Pm10 sembravaNo iN via di riduzioNe, ma i dati del 2009 e, aNcora di Più, del 2011, segNaNo uNa decisa iNversioNe di teNdeNza, soPrattutto Per motivi di aNdameNto meteorologico.

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3. classifica dei giorNi di suPerameNto del limite di Pm10 (50 µg/m3) Nel 2011, coN iNdicate le data di rilevameNto del Picco massimo(*). come si vede, le città della PiaNura PadaNa, PrimeggiaNo abboNdaNtemeNte sui caPoluoghi del ceNtro-sud.

secondario (si forma per l’azione dell’irraggiamento solare a partire da ossidi di azoto ed idrocarburi incombusti).

Bel tempo e trasformazioni fotochimiche Dati questi motivi, ne consegue che nel contesto padano la semplice (si fa per dire) lotta per la limitazione delle fonti di inquinamento atmosferico, pur indispensabile, non è sufficiente per ottenere una tangibile riduzione delle concentrazioni di elementi nocivi nell’aria, almeno nel breve periodo. Il problema di fondo, al di là delle questioni orografiche e meteorologiche peggiorative, con le quali bisogna forzatamente convivere, è che bisogna adeguare le azioni di contenimento delle fonti inquinanti rispetto alla variazione della loro tipologia che è intervenuta negli ultimi anni: se è vero che dagli anni ’90 ad oggi si è avuta una netta diminuzione delle quantità assolute degli inquinanti in atmosfera, è altrettanto vero che il loro profilo è cambiato. Infatti, attraverso il progressivo rinnovamento del parco veicolare, l’introduzione di combustibili per l’autotrazione di migliori caratteristiche qualitati-

ve e il passaggio di gran parte degli impianti di riscaldamento all’uso del metano, le concentrazioni di ossidi di zolfo e di monossido di carbonio si sono fortemente ridotte, mentre le quote di ossidi di azoto, di idrocarburi incombusti e di particolato sono diminuite solo in parte ma, soprattutto, hanno subito una sorta di mutazione nel comportamento a causa dei cambiamenti climatici in atto, particolarmente nel periodo invernale. Infatti, come si è potuto constatare negli inverni del 2009 e del 2011, i lunghi periodi di bel tempo stabile hanno fornito le condizioni ideali per l’innesco del ciclo delle trasformazioni fotochimiche, un fenomeno solitamente confinato nella stagione estiva, dove però è più difficile l’instaurarsi di una inversione termica a bassa quota. Le reazioni di tipo fotochimico, causate cioè dall’irraggiamento di luce ultravioletta tra ossidi di azoto e idrocarburi, sono molto complesse per essere descritte qui nel dettaglio: l’aspetto importante da sottolineare è che i prodotti di reazione sono costituiti da una moltitudine di molecole ancora più tossiche ed aggressive (ozono, acido nitrico, acido nitroso, formaldeide, perossiacetilnitrati) dei loro precursori, unitamente a grandi quantità di particolato secondario, costituito soprattutto da aerosol di nitrati. Quando la massa d’aria coinvolta in queste reazioni non viene dispersa rapidamente, ma tende a ristagnare (appunto come avviene a causa dell’inversione termica a bassa quota) si instaura un vero e proprio ciclo circadiano dove queste reazioni si autoalimentano e si rafforzano, causando un costante aumento delle concentrazioni di alcuni inquinanti (ozono e PM10) anche in giornate caratterizzate da emissioni molto basse (come le tanto discusse domeniche di sospensione del traffico). Quindi, ben vengano tutti i provvedimenti volti a limitare le emissioni, perché comunque è indispensabile togliere dalla circolazione quanti più inquinanti possibile, ma bisogna essere consapevoli che le mezze misure non servono a nulla: gli interventi devono essere strutturali, di ampio respiro ed estesi a tutto il territorio della Pianura Padana, in modo che gli inquinanti di tipo primario possano diminuire in modo veramente consistente in tutto il bacino, altrimenti non si riuscirà mai a fermare questa spirale mortifera. W

4. coNceNtrazioNe

azoto Paesi bassi e

degli ossidi di

riPresa da satellite: solo i la zoNa tedesca della

ruhr si avviciNaNo

alla situazioNe PadaNa, iN assoluto la Peggiore d’euroPa.

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AgricolturA non fotovoltAico

ichiarare delle aree agricole come degradate o abbandonate, per permettervi l’installazione di impianti fotovoltaici di ragguardevoli dimensioni, è diventato l’ultimo esercizio di insensato sfruttamento del territorio, nel nome di una falsa sensibilità allo sviluppo delle energie alternative. Premesso che non esiste area degradata che non si possa bonificare e rinaturalizzare con adeguati interventi, da qualche tempo si assiste ad una crescente espansione delle centrali fotovoltaiche a terra, con una preoccupante occupazione di terreni agricoli. Non certo per un improvviso interesse per l’ambiente, ma per il fatto che queste forme di produzione di energia godono, nel nostro Paese, di un meccanismo di incentivazione pubblica tra i più vantaggiosi al mondo. Secondo uno studio di Coldiretti, in Italia gli impianti a terra per il fotovoltaico coprono una superficie di 3.316 ettari, per una potenza installata di 1.465,5 MW, pari al 42,4% del fotovoltaico totale. Poco meno della metà di questo terreno occupato dagli impianti si trova in Puglia (1.480 ettari), ma superfici non indifferenti si trovano nel Lazio (380 ettari) ed in Emilia Romagna (340 ettari). Una opportuna correzione a tale prassi, è venuta con il decreto sulle liberalizzazione che, nell’ultima stesura approvata dal Senato nei primi giorni di marzo, all’art. 65 pone un secco stop agli incentivi statali per il fotovoltaico agricolo, sia nelle realizzazioni a terra che sulle coperture delle serre. Con la rettifica relativa alle

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serre, richiesta a gran voce da parte di diverse organizzazioni ambientaliste, viene arginato il rischio di riempire l’Italia di finte serre fotovoltaiche, sotto le quali non crescerebbe alcunchè. Tutto bene quindi? No, in quanto un corretto governo del territorio deve anche prevedere che i terreni agricoli, impegnati da impianti fotovoltaici a terra, a fine vita di questi ultimi ritornino nella disponibilità del patrimonio agricolo produttivo. È pertanto indispensabile mantenere fertili queste aree, attraverso metodologie di gestione del suolo e delle piante, compatibili con l’esistenza di un impianto fotovoltaico. La sostenibilità di questi impianti, oltre che far riferimento ad una logica integrazione nel territorio, passa anche attraverso l’ottica della restituzione dei terreni Stop agli incentivi utilizzati in modo statali per il integro all’attività fotovoltaico agricola preesistenagricolo, sia nelle te. W

realizzazioni a terra che sulle coperture delle serre.

Botanical Air Filtration Le piante rivelano insospettate capacità di neutralizzare sostanze nocive al punto che si sono sviluppate di recente nuove discipline di studi per impiegarle come filtri d’aria naturali. Oltre a ciò, gli estratti di certe essenze sono già utilizzati su media neutri per applicazioni HVAC. Eugenia Briganti eugenia.briganti@impianticlima.com

caffè hanno dimostrato efficaci poteri di tutela della salute, senza effetti collaterali. Gli estratti di bambù offrono eccellenti proprietà antibatteriche e antivirali. I suoi germogli rientrano da secoli nella cucina tradizionale dell'Estremo Oriente. Un importante costruttore internazionale ha sviluppato un media filtrante a base di questi estratti, denominato ViruSniper, che può essere formato con sviluppo corrugato, ondulato e a piccole pieghe, e può pure essere combinato con altri tipi di filtri, per creare sistemi di filtrazione a più stadi per un’ampia gamma di agenti nocivi. Nella figura 1 sono visibili due modelli di questi filtri. L’estratto di bambù è depositato su un media ondulato di supporto e quest’ultimo può essere conformato in pannelli rigidi. Antiossidanti, oltre che antibatteriche, sono pure le proprietà dell’acido clorogenico, un estratto dei chicchi

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media sintetici dei filtri d’aria utilizzati negli impianti HVAC come nei depuratori domestici da tempo sono un riconosciuto terreno di coltura per la più svariata fauna batterica che trova su di essi alimento nelle polveri accumulate e altre condizioni favorevoli al loro sviluppo nell’assenza di luce e nelle temperature moderate. La tradizionale applicazione di sostanze chimiche battericida, se riusciva a neutralizzare per un certo tempo la crescita di tali sostanze batteriche – soprattutto muffe e funghi - produceva peraltro l’immissione in ambiente di agenti nocivi per la salute quando inalati. La ricerca di alternative naturali si è sviluppata in seguito alla maggiore attenzione dedicata alla crescita delle allergie, delle malattie delle vie respiratorie e di altre patologie, in seguito anche alla crescita dell’inquinamento dell’aria urbana. Essenze naturali come il bambù, il ginkgo e lo stesso

n e filtri naturali verdi del caffè. Si ritiene che i suoi effetti possano prevenire l'insorgere di tumori, diabete e arteriosclerosi. In aggiunta, le sue proprietà antiossidanti sembra che accelerino la decomposizione degli enzimi attivi, ritenuti una delle cause di invecchiamento. Anch’esso, incorporato o distribuito su un opportuno media neutro, può quindi contribuire all’eliminazione di agenti batterici nocivi e in più costituire una “terapia” salutare. Dei media di carte trattate con acido clorogenico sono disponibili sul mercato, come visibili nella figura 2, in varie colorazioni e dimensioni. Un'altra essenza naturale riconosciuta per i suoi benefici nella farmacopea orientale è il ginkgo: gli estratti dalle sua foglie dispongono di riconosciute proprietà antiallergiche ed anch’essi sono stati di recente utilizzati per la produzione di una serie di filtri d’aria, con il nome di Aller Swep TS. Gli estratti dalle foglie del ginkgo contengono molti agenti biologici attivi, presenti

1. filtri a base di estratti di baMbù, Che offrono eCCellenti proprietà antibatteriChe e antivirali. denoMinati virusniper dal Costruttore, possono essere forMati Con sviluppo Corrugato, ondulato e a piCCole pieghe (Mitsubishi paper Mills ltd. filter seCtion).

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solo in questa essenza. Viene sottolineato il fatto che essi producono un’azione antiallergica più rapida rispetto a molte altre essenze e che svolgono anche azioni antivirali, antibatteriche e antimuffe.

Il potere biocida delle piante Più in generale, le foglie delle piante sono in grado di assorbire numerose sostanze chimiche potenzialmente nocive e le distruggono per effetto del loro stesso metabolismo (metabolic breakdown). I composti chimici sono metabolizzati e convertiti in acidi organici, zuccheri e amminoacidi utili per l’alimentazione e la vita delle piante stesse. Ma le foglie non sono l’unica parte della pianta che interviene durante questo processo. I microorganismi presenti nel suolo sono infatti capaci di biodegradare i composti chimici tossici, una volta in contatto con le radici della pianta stessa. E le loro capacità aumentano

2. Carta filtrante a base di estratto da ChiCChi di Caffè, un polifenolo Con CaratteristiChe antiossidanti e antibatteriChe (Mitsubishi paper Mills ltd. filter seCtion).

3. sCheMa

di funzionaMento di una parete arborea dove l’aria

aMbiente viziata viene filtrata attraverso la superfiCie uMida del fogliaMe e del relativo substrato per azione del ventilatore di Cui è equipaggiato il sisteMa e reiMMessa nell’aMbiente (naturaire indoor air biofilter, Manhattan plant experts inC.).

proporzionalmente secondo il grado di esposizione. E’ questa la cosiddetta Botanical Air Filtration che rappresenta un nuovo e promettente campo di studi. Le piante, com’è noto, utilizzano la fotosintesi per vivere. Questo processo porta allo scambio di grandi quantità di sostanze gassose tra le foglie e l’atmosfera. Durante il giorno emettono vapore acqueo e ossigeno mentre assorbono anidride carbonica come pure altre sostanze gassose, se presenti, attraverso piccole aperture nelle foglie, gli stomi. Quando una pianta emette vapore acqueo attraverso le foglie, espelle dell’aria verso il basso, verso le radici e in questo modo fornisce ossigeno ai microorganismi ivi presenti. Essi, da parte loro, elaborano qualsiasi composto nell’aria, anche se

tossico: distruggendone i legami chimici li convertono in materiale nutritivo per la pianta e per loro stessi. Dal momento che la traspirazione della pianta espelle una certa quantità d’aria verso le radici e i microorganismi presenti, maggiore è la sua traspirazione, più elevata ne risulta la capacità di filtrare i composti volatili organici. Di recente é stato sviluppato un ulteriore modello di filtrazione, la cosiddetta Dynamic Botanic Air Filtration (DBAF) che si differenzia dal precedente per il fatto che l’aria ambiente inquinata viene spinta per effetto di un ventilatore attraverso il letto radicale delle piante, per una profondità di circa 20 centimetri. Un sistema modulare funzionante su questo principio è stato sviluppato ed è in grado di trattare oltre 1000

4. installazione

di una vasta

parete arborea attiva di CirCa

150 M2 all’interno di un edifiCio della drexell university a philadelphia, in pennsilvanya (nedlaw living walls).

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5. una

vista

della

parete arborea del

Musée branly,

quay parigi, Che

du a

ha segnato la via per nuovi

Modelli

Costruzioni Con l’inseriMento di piante di speCie selezionate.

m3/h d’aria inquinata con una perdita di carico di circa 100 Pa attraverso il letto radicale delle piante. Il sistema occupa una superficie di circa un metro quadro; Il substrato di terreno è interamente ricoperto da uno strato di carbone attivo e piccoli ciottoli in parti uguali. La specie scelta – Epipremnum aureum - è stata piantumata con una densità pari a otto piante per metro quadro. Un filtro così composto, di cui uno schema rappresentativo è riportato nella figura 3, è stato integrato nel sistema HVAC di uno spazio ad uso uffici di nuova costruzione (circa 100 metri quadri) per valutare gli effetti del contenuto di umidità dell’ambiente sulle radici e l’efficienza di queste ultime su di un periodo di tempo prolungato. I risultati hanno dimostrato che il quantitativo di formaldeide e di toluene presente nell’ambiente con impiego di filtri DBAF con solo il 5% di aria esterna, equivale alle concentrazioni che si possono riscontrare nello stesso ambiente in assenza di filtro DBAF con il 25% di aria esterna. Questo dimostra come il sistema di filtrazione vegetale sia equivalente ad una ventilazione con aria esterna del 20% (circa 480 m3/h, nell’ambiente preso a campione). Il filtro DBAF dimostra la sua validità per la rimozione di formaldeide e toluene quando il contenuto volumetrico d’acqua nel letto delle radici é dell’ordine del 5 - 32%. La riduzione della portata d’aria esterna di ventilazione, e allo stesso tempo la garanzia di un accettabile livello di qualità dell’aria ambiente, fanno sì che questo filtro possa effettivamente migliorare il risparmio energetico di un edificio. L’interesse per queste soluzioni naturali è dimostrato dal fatto che sono già sul mercato dei depuratori d’aria che utilizzano particolari essenze. Un filtro per uso residenziale non molto tempo fa è risultato vincitore

Impianti Clima - Aprile 2012 - N. 4

del Popular Science Invention Award. Esso, sfruttando la capacità di fitofiltrazione delle piante, è in grado di rimuovere molti composti organici nocivi presenti nell’ambiente domestico. Quasi come un normale vaso da fiori, si presenta sotto forma di un involucro cilindrico in materiale plastico dotato di un piccolo ventilatore per convogliare l’aria del locale attraverso le foglie e le radici della pianta al suo interno in modo che ne assorbano e neutralizzino le tossine. Sono state scelte varie essenze: Peace Lily, Madagascar Dragon Tree, Spider Plant e Aloe. L’interesse con il quale è stato accolto costituisce una dimostrazione della sensibilità del mercato verso i prodotti naturali. Dal piccolo al grande. L’altro fenomeno, questa volta macroscopico, è costituito dalle pareti arboree: celebre la facciata del Musée du Quay Branly, a Parigi, come si vede nella figura 4, che ha segnato la via per numerose emulazioni nel mondo. I nuovi edifici progettati dagli architetti e gli esperti ambientali più sensibili comprendono sempre più spesso al loro interno intere pareti arboree, che emettono ossigeno nell’aria trattenenedo la CO2 e aggiungono bellezza agli ambienti. Di certo, se un giorno i filtri sintetici scompariranno sostituiti da piante e da fiori, nessuno li rimpiangerà. W

twitter.com/impianticlima

itsubishi Electric è costantemente impegnata nello sviluppo di nuovi prodotti e sistemi per soddisfare la crescente domanda del mercato in termini di efficienza, risparmio energetico e riduzione dei consumi. i costanti investimenti in r&s hanno permesso a Mitsubishi Electric di sviluppare soluzioni che integrano le migliori innovazioni presenti sul mercato per la climatizzazione, il riscaldamento, la produzione di acqua calda ed il controllo, per il terziario e per il residenziale.

l’ innovativo sistema ad espansione diretta vrF dell’azienda giapponese è la risposta alle esigenze di progettisti, installatori e clienti finali. con questo eccellente sistema, Mitsubishi Electric offre un’unica soluzione per climatizzazione, riscaldamento e produzione di acqua calda. l’acqua calda sia sanitaria sia per il riscaldamento viene prodotta attraverso un sistema ad espansione diretta a recupero di calore che permette di annullare totalmente la produzione di co2 in loco ma soprattutto di utilizzare il calore sottratto ai locali nel periodo estivo per produrre gratuitamente l’acqua calda con un grande risparmio energetico ed economico. Molte le imprese nel residenziale e nel terziario che hanno scelto di affidarsi a questo sistema. hotel Milano scala, il primo hotel a emissioni zero il rispetto dell’ambiente risiede nel cuore di brera, all’hotel Milano scala. Questo elegante hotel di charme è l’unico della città a emissioni zero. grazie all’innovativo sistema Mitsubishi Electric a recupero di calore, si ottiene climatizzazione, riscaldamento e produzione di acqua calda con un unico impianto alimentato ad ener-

gia elettrica. Questa soluzione, unita alla scelta di utilizzare solo energia pulita e da fonti rinnovabili, elimina la produzione di agenti inquinanti in città e riduce quasi della metà le emissioni di co2: 417,5 tonnellate in meno rispetto ad un sistema tradizionale e permette un risparmio energetico annuo del 45%. santa teresa: residenza sostenibile la palazzina di via santa teresa 12 in torino è composta da 5 piani, ospitanti locali adibiti a residenze e ad uso terziario. l’intervento ha riguardato sia gli aspetti architettonici che di impiantistica per una riqualificazione energetica dell’edificio. Per raggiungere questo obiettivo è stato installato il sistema vrF coMPo Multi di Mitsubishi Electric, una soluzione che garantisce un risparmio energetico del 32% rispetto ad un sistema tradizionale e che elimina le emissioni di co2 sul posto. torre unipol: uffici che guardano al futuro la torre unipol è un moderno edificio di 27 piani situato a bologna. la diversa esposizione dell’edificio richiedeva l’applicazione di un sistema a recupero di calore che sfruttasse la possibilità di recuperare l’energia con rendimenti il più elevati possibile, garantendo massimo comfort e la possibilità di selezionare la modalità di funzionamento in modo indipendente per ogni unità interna. l’applicazione del sistema vrF di Mitsubishi Eelctric si è rivelata la soluzione ideale per queste esigenze. una scelta etica che riduce le emissioni inquinanti: circa 590 tonnellate di co2 in meno rispetto ad una caldaia tradizionale. una scelta economica che, rispetto ad un sistema tradizionale, riduce del 30% il consumo di energia.

Mitsushisbi ElEctric living EnvironMEntal systEMs

Hotel Milano Scala

Santa Teresa

impianti clima - aprile 2012 - n. 4

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MITSUBISHI ELECTRIC: I NUOVI ORIZZONTI DEL COMFORT PER I GRANDI IMPIANTI

Il controllo di allaga e inondazion

Danni, disastri, vittime, sono i segni indelebili che sempre pi첫 spesso violenti fenomeni metereologici creano nel nostro Paese, come le sciagure che nei mesi scorsi hanno colpito Liguria e Toscana e, ancor pi첫 recentemente, diverse parti del Sud Italia. 32

Impianti Clima - Aprile 2012 - N. 4

amenti i

lla base di questi fenomeni vi sono sicuramente eventi eccezionali di piogge molto intense che, in poche ore, hanno portato spropositate quantità di acqua su porzioni di territorio non attrezzati per gestirle. Fenomeni che prima si verificavano una volta ogni cinquant’anni, ora si ripresentano con una frequenza annuale, trasformando l’eccezionalità in normalità. Nonostante il sensibile incremento dei danni provocati negli ultimi anni dalle ripetute inondazioni in diverse parti del territorio nazionale, lo sforzo che viene posto nelle attività di mitigazione degli effetti di tali fenomeni è ancora troppo limitato, e la pratica di continuare a costruire in aree a rischio senza minimi accorgimenti è storia quotidiana.

Le esondazioni Le esondazioni possono essere di due tipi: la più inaspettata è quella definita “flash flood”, causata da piene improvvise derivanti da grossi temporali. È imprevedibile, e quando si verifica poco può essere fatto per ridurre il suo impatto sugli edifici. La piena causata da piogge abbondanti, persistenti per diversi giorni ed estese su territori molto vasti, può essere definita come “piena annunciata”. Questo tipo di esondazione coinvolge soprattutto i grandi fiumi, e può essere prevista anche con alcuni giorni di anticipo. In entrambi i casi, i danni alle cose ed agli edifici possono essere devastanti; è però possibile limitare gli effetti di tali evenienze, modificando il modo di concepire, costruire e gestire le nuove urbanizzazioni dal punto di vista idraulico oltre che, ovviamente, mantenere in perfetta efficienza le reti di drenaggio.

Le aree urbane Dal punto di vista idraulico le aree urbane sono caratterizzate da bassi tempi di corrivazione (la pioggia, defluendo su aree pavimentate e lisce, incontra pochi ostacoli ed in breve tempo raggiunge la rete fognaria), ed alti coefficienti di afflusso (quasi tutta l’acqua piovana raggiunge la fognatura). La coesistenza di alti coefficienti di afflusso e bassi tempi di corrivazione determina la formazione di grandi volumi di acqua da smaltire tramite la rete di drenaggio. Nel caso in cui essa non sia in grado di smaltire l’intera portata di acqua aumenta la probabilità di allagamento. Sebbene sia impossibile eliminare la probabilità di accadimento di inondazioni ed allagamenti, sviluppando una serie di strategie e strumenti come di seguito si può condizionare e ridurre spesso il danno ad un livello accettabile.

Invasi di accumulo con riutilizzo locale

Giacomino Redondi giacomino.redondi@impianticlima.com Impianti Clima - Aprile 2012 - N. 4

Permettono di sottrarre sia alla rete di drenaggio che al trattamento finale determinati volumi di acqua piovana mediante relativa captazione e conservazione in serbatoi o sistemi di stoccaggio anche naturali. Un tipico esempio è la diversione dell’acqua proveniente dalle grondaie dei fabbricati in cisterne, per il successivo utilizzo in usi domestici secondari non potabili e/o nell’irrigazione.

Volume da assegnare ad un inVaso di laminazione; si noti l’idrogramma delle portate e la portata massima smaltibile.

Affinchè una determinata capacità sia sempre disponibile per l’immagazzinamento dell’acqua piovana, indipendentemente dagli impieghi disposti a valle, è opportuno prevedere un volume di stoccaggio dedicato al riutilizzo, e un volume specifico per la diminuzione del rischio idraulico. La pioggia accumulata in quest’ultimo sarà recapitata nel sistema di drenaggio subito dopo l’evento atmosferico, in modo rendere lo stesso riutilizzabile per una successiva precipitazione.

Riduzione del coefficiente di afflusso Comprende tutti gli accorgimenti finalizzati a disperdere una parte del volume delle precipitazioni in flussi profondi, essenzialmente verso la falda freatica o in evapotraspirazione (meccanismo con cui la vegetazione assorbe acqua dal terreno e ne restituisce gran parte all’atmosfera). È di facile attuazione dove i terreni sono per natura sufficientemente permeabili. Nelle aree urbanizzate si attua con l’adozione di pavimentazioni drenanti, grigliati, piastre e mattonelle concepite allo specifico scopo. Buona efficacia offrono le pavimentazioni drenanti in conglomerato bituminoso di derivazione stradale, dove

la granulometria dell’inerte e la tipologia del bitume impiegato, sono tali da lasciare dei vuoti nella struttura del conglomerato finale. Il sistema offre il vantaggio di alimentare le falde sotterranee.

Detenzione temporanea dell’acqua Consiste nel trattenere temporaneamente importanti volumi d’acqua in modo che non defluiscano subito nella rete di drenaggio, nella quale verranno rilasciati lentamente ed in tempi successivi al culmine dell’evento. La realizzazione di questo sfasamento temporale tra afflusso e deflusso nel sistema di raccolta, permette di “laminare” la piena, ovvero di ridurre il picco della portata d’acqua. Questi volumi di invaso possono essere: aree verdi sommergibili; fossi e vassoi; vasche interrate e maggiorazioni della rete di drenaggio. Spesso la soluzione ottimale in termini costi-benefici è una combinazione tra le suddette possibilità.

Difese locali In situazioni di accentuata vulnerabilità, è opportuno adottare delle difese localizzate, in modo da ridurre

2. EsEmpio di invaso idrico di laminazionE, rEalizzato all’intErno di un parco ricrEativo (lugo – ra).

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metta in crisi la struttura portante della costruzione. Per lo stesso motivo, il successivo prosciugamento di tali locali dovrà avvenire solo quando il livello dell’acqua contenuta nel terreno non sia sufficientemente basso.

Pompe di svuotamento

3. i massElli drEnanti riducono il coEfficiEntE di afflusso dEllE arEE pavimEntatE, alimEntando la falda acquifEra sottostantE (fErrari BK).

soprattutto i punti più esposti degli edifici. Tali misure si riassumono in azioni volte essenzialmente a impedire l’ingresso dell’acqua nei fabbricati, mediante la creazione di sbarramenti con sacchi di sabbia, barriere gonfiabili, paratoie localizzate, nonché l’adozione di opportuni dispositivi contro l’intrusione dell’acqua in ambienti sotterranei o seminterrati. Considerando quest’ultimo aspetto, negli edifici situati in zone a rischio inondazioni, i vani interrati non devono essere utilizzati come deposito di beni deteriorabili, né come superficie abitabile. Da tali locali quindi devono essere eliminate le sostanze pericolose per l’ambiente come prodotti chimici, colori, vernici, detersivi detergenti. Quando l’allagamento degli scantinati interrati è causato dall’affioramento della falda freatica e l’infiltrazione avviene in modo copioso, è opportuno che, attraverso apposite griglie o bocche di lupo, sia consentito l’ingresso dell’acqua di piena nei vani stessi, per evitare che la differenza di pressione tra interno ed esterno

Sono dispositivi che negli edifici a rischio dovrebbero essere sempre presenti e mantenuti efficienti, al fine di gestire celermente ed efficacemente le fasi successive ad un allagamento o inondazione. Devono essere di tipo idoneo per acque contaminate e cariche, ovvero liquami non depurati contenenti fibre e corpi solidi. Per evitare problemi di intasamento, le pompe di svuotamento dovrebbero consentire il passaggio di corpi solidi fino ad una dimensione di 65 – 80 mm. A tal proposito è opportuno rammentare che, al crescere delle luci di passaggio, diminuisce in modo inversamente proporzionale il rendimento della macchina. Sono presenti sul mercato soluzioni innovative con girante semiaperta a due pale, che utilizzano diffusori con spirali autopulenti in grado di ridurre gli intasamenti, anche con luci di passaggio nettamente inferiori alle soluzioni tradizionali. Per lo svuotamento di locali allagati si impiegano normalmente pompe ad alta portata e bassa prevalenza; si tenga presente che l’acqua innalzata e scaricata fuori dal locale deve essere veicolata a debita distanza, verificando che non possa rientrare nel locale stesso. Tenuto conto che, in caso di allagamenti, l’approvvigionamento di energia elettrica potrebbe essere provvisoriamente interrotto, le motopompe sono monoblocchi ampiamente utilizzati nelle operazioni di prosciugamento di primo intervento. In questo caso la pompa deve essere di tipo autoadescante, in grado cioè di generare nella tubazione vuota di aspirazione la depressione sufficiente a consentire la risalita del liquido ed il riempimento della tubazione stessa. Per completare lo svuotamento o per allagamenti di piccola entità, si possono impiegare elettropompe centrifughe di tipo sommerso, che operano direttamente nel liquido da pompare. Molto utili si rivelano le versioni corredate con gruppo trituratore, in grado di movimentare acque luride contenenti qualsivoglia materiale in sospensione. W

4. la

motopompa è la mac-

china opEratricE maggiormEntE utilizzata nEllE opErazioni di prosciugamEnto di

primo

intErvEnto

(roBusta). 5. ElEttropompa

cEntrifu-

ga pEr acquE carichE, impiEgata pEr piccoli allagamEnti o pEr complEtarE lE opErazioni di prosciugamEnto.

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GLOBE TROTTER

di CRISTIANO VERGANI

Il parco del cemento

cementifici abbelliscono e nobilitano la natura! Filippo Tommaso Marinetti esulterebbe entusiasta alla lettura del nuovo Manifesto Futurista del Consiglio di Stato. Proprio così: la sentenza che consente alla Cementeria di Monselice, nel cuore del Parco dei Colli Euganei, di proseguire la propria attività per altri 28 anni, grazie al revamping dei propri impianti, sostiene che il cementificio migliorerà il paesaggio e che la sua nuova torre alta 89 metri non sarà uno sfregio, ma un pregevole esempio di architettura contemporanea. Naturalmente non la pensano così i comitati degli abitanti della zona (e non solo loro), che si battono da anni contro la devastazione ambientale provocata da ben tre cementifici che, caso unico al mondo, operano all’interno del Parco. Giova forse ricordare che i Colli Euganei sono stati protagonisti di una storica battaglia ambientalista ante litteram, culminata, nel 1971, con l’emanazione della prima legge ambientale italiana che, a difesa della vocazione paesaggistica, agricola e turistica della zona, istituì il Parco Naturale e decretò la chiusura delle 68 cave di marna (materia prima cementizia) che deturpavano il profilo delle colline. Rimasero però i cementifici, con il divieto, sancito nello statuto del Parco, di costruirne dei nuovi. Esaurito il ciclo produttivo nel giro di qualche decina d’anni, i cementifici avrebbero chiuso i battenti e la zona sarebbe tornata vivibile. Purtroppo, non Impianti Clima - Aprile 2012 - N. 4

era stato messo in conto l’escamotage del revamping, cioè di una ricostruzione totale degli impianti fatta passare per semplice ristrutturazione dell’esistente, né si era previsto che, col tempo, i cementifici sarebbero entrati nel grande business dell’utilizzo dei rifiuti come combustibile (pet-coke, farine di carne, pneumatici, CDR), potendo contare su limiti di emissione degli inquinanti in atmosfera molto più permissivi rispetto a quelli degli inceneritori (lo sapevate?). Perciò, cari giudici del Consiglio di Stato, almeno non prendeteci in giro: diciamo pure che il Parco del Cemento continuerà ad esistere perché negli anni non si è stati capaci di trovare un’occupazione alternativa per le tante persone che lavorano in quel cementificio, perché siamo in un momento di emergenza economica, perché la lobby del cemento è una corazzata di prima classe … ma, per decenza, non venite a raccontarci che i cementifici migliorano il paesaggio! W

Il Parco dei Colli Euganei ostaggio dell’industria del cemento, con sentenza definitiva del Consiglio di Stato

Il nuovo benessere termoigrometrico

Antonio Briganti antonio.briganti@impianticlima.com

na delle caratteristiche di particolare interesse di questo standard consiste nella maggior velocità dell’aria consentita ai fini di benessere rispetto agli standard precedenti. Infatti, studi sul campo, hanno rivelato che gli occupanti dei locali, specialmente quando si trovano in condizioni neutre o di leggero calore, preferiscono velocità dell’aria più elevate di quelle consentite in precedenza. In certe combinazioni di campi di temperatura e fattori personali, la preferenza per un più intenso movimento dell’aria è maggiore di quella per un

movimento minore. Come risultato, lo standard fornisce un nuovo metodo per esprimere e selezionare i limiti di velocità dell’aria e delle alternative per determinare i limiti di comfort a velocità oltre 0,15 m/s. La massima temperatura operante ammissibile aumenta grandemente rispetto alle tradizionali zone di comfort per aria immobile. In questo modo viene indirettamente limitato il consumo di energia delle macchine frigorifere e di condizionamento. Nello standard è stata reintrodotta la Temperatura Effettiva Standard (SET) come base di Impianti Clima - Aprile 2012 - N. 4

1. Il nuovo dIagramma psIcrometrIco rIferIto al graphIc comfort Zone method, nello standard 55-2010 ashrae (versIone sI).

calcolo per determinare l’effetto di raffreddamento dell’aria in moto. Il metodo di calcolo è stato semplificato riducendo l’importanza dell’intensità di turbolenza e i rischi di correnti, e le limitazioni di controllo personale sono state ampliate in base ai risultati di nuove ricerche.

comfort termico. E’ basato sul Computer Model Method, ma ne riduce i calcoli. Comprende una “comfort zone” grafica che si applica a progetti dove possano verificarsi le assunzioni e le limitazioni insite nel metodo.

Tre metodi di conformità

Il diagramma della comfort zone 55-2010

Come nel precedente Standard 2004, vi sono tre metodi di conformità nello Standard 55-2010: il Graphic Comfort Zone Method, il Computer Model Method e l’Optional Method for Determining Acceptable Thermal Conditions in Naturally Conditioned Spaces (Adaptive Method). Il metodo grafico della comfort zone (Graphic Comfort Zone Method) è il più semplice, quello più a lungo utilizzato e riferito al diagramma di

La nuova edizione del diagramma della comfort zone nello standard 55-2010 è riportata nella (figura 1) . E’ importante segnalare che il diagramma non può essere applicato basandosi sulla sola temperatura a bulbo secco. Esso infatti è basato sulla temperatura operativa o operante. E’ vero peraltro che in certi casi lo standard permette di utilizzare la temperatura dell’aria come approssimazione in luogo della temperatura operativa, ma solo

Tabella 1 IsolamenTo DI TenUTe DI vesTIarIo essenzIalI, clo Uomo

clo

Donna

Tenuta estiva: biancheria intima, camicia maniche corte, pantaloni leggeri, calze corte, scarpe leggere Tenuta invernale: biancheria intima, camicia maniche lunghe, pantaloni pesanti, giacca, calze lunghe, scarpe chiuse

0,57

Tenuta estiva: biancheria intima, abito intero leggero, sandali

0,29

1,31

Tenuta invernale: biancheria intima, abito intero pesante, calze o collant, scarpe chiuse

0,8

clo

1 clo = 0,155 m2 ·°C/W

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2. campo dI accettabIlItà delle temperature operatIve e delle velocItà dell’arIa per la Zona dI benessere (comfort Zone) Illustrata nella fIgura 1, per un’umIdItà specIfIca dI 0,010 kg/kg dI arIa secca (standard 55-2010/ ashrae).

in spazi dove la temperatura radiante media non si discosti eccessivamente dalla temperatura dell’aria. I limiti superiori di umidità da mantenere con il metodo grafico della comfort zone sono più stringenti che con gli altri metodi. Infatti è applicato un limite superiore di umidità specifica di 0,012 (kg/kg di aria secca), che produce un “tetto piatto” della zona di benessere come può vedersi nella figura 2. Per la zona di benessere estivo, basata su abbigliamento leggero, verso il lato destro della figura, questo rappresenta un’umidità relativa tra il 67% e 56%. Oltre al raggiungimento delle temperature operative entro la zona di benessere, per la conformità con lo Standard 55-2010 i progetti devono anche indicare dei limiti specifici e gli elementi per valutare l’impatto di elevate velocità dell’aria, come pure le cause di discomfort termico locale:

- asimmetria della temperatura radiante - correnti - differenze verticali di temperatura, e - temperatura superficiale del pavimento.

Vantaggi offerti dal nuovo Standard L’utilizzo dello Standard 55-2010, se applicato propriamente, potrà portare alla realizzazione di impianti sensibilmente diversi rispetto a quelli sviluppati con i metodi tradizionali. Le velocità dell’aria più elevate consentite dal nuovo standard potranno permettere di raggiungere importanti riduzioni della potenza frigorifera e del relativo consumo di energia, in cambio di una modesta penalizzazione dovuta al consumo di energia dei ventilatori. W

EvoluzionE storica dEgli standard asHraE di bE lo sviluppo e la trasformazione degli standard di benessere asHraE nel tempo ha partecipato all’approfondirsi delle conoscenze sul benessere umano, sugli effetti del microclima nonchè sull’enfasi maggiore o minore attribuita all’umidità relativa riguardo alla crescita di microorganismi. sarebbe interessante riepilogarne la storia, ma sfortunatamente lo spazio non lo consente. Qui è sufficiente richiamare l’attenzione sulla trasformazione del campo di benessere (comfort zone) nelle tre edizioni successive dello standard 55, degli anni 1981, 1992 e 1994, e nell’edizione 2004 (precedente all’ultima del 2010 di cui si parla nell’articolo) visibili nella figura a. lasciamo ai lettori riflettere su come e quanto la definizione delle condizioni di benessere sia potuta variare con il progredire delle conoscenze.

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Tabella 2 lIvellI DI meTabolIsmo TIpIcI (meT) DI aDUlTI DI corporaTUra meDIa (sUperfIcIe corporea 1,8 m2) per aTTIvITà svolTe In moDo conTInUaTIvo

attività

riposo Posizione seduta in quiete Posizione in piedi, rilassata attività di ufficio Lettura, seduto Digitazione tastiera Camminare in ambiente lavoro Lavoro leggero su macchine (industria elettrica)

W/m2

met*

60 70

1,0 1,2

55 65 100

1,0 1,1 1,7

115-140

2,0 - 2,4

La TemperaTura OperanTe sia le norme ansi/asHraE 55, sia quelle iso standard 7730 definiscono come “temperatura operante” (to) la media tra la temperatura dell’aria ambiente a bulbo secco e la temperatura radiante media delle pareti, ponderata in base ai coefficienti di scambio termico per convezione e radiazione, rispettivamente. Essi definiscono delle condizioni ambientali accettabili teoricamente per almeno l’80% degli occupanti. Per fare un esempio elementare, in un locale normale dove la velocità dell’aria è molto bassa, la media aritmetica tra la temperatura dell’aria a bubo secco e la temperatura radiante media delle pareti può essere assunta come “temperatura operante”.

*1 met = 58,1 W/m2 di superficie corporea

Il Met

deglI atletI

Un uomo in salute di complessione normale, di età di 20 anni, ha una capacità massima di metabolismo di Jesus Antonio Lopez Met = 12, che scende a Met = 7 all’età di 70 anni. La massima capacità di metabolismo per la donna è del 30% inferiore. Atleti sotto allenamento e maratoneti raggiungono un livello di metabolismo massimo di 20 Met. Un uomo di 35 anni che non si mantiene in esercizio ha un metabolismo massimo di 10 Met. Attività che implicano sforzi con metabolismo maggiore di 5 Met possono provocare condizioni di esaurimento. Questi dati possono essere facilmente quantificati e portano a valori incredibili per la capacità che può esprimere un atleta. Si faccia il caso di un atleta in

Il lIMIte dell’organIsMo uMano

pieno allenamento che raggiunge il valore di metabolismo massimo di 20 met. La potenza termica totale smaltita dal suo corpo sarà:

Si tratta di un valore veramente eccezionale che mette in condizioni di estremo sforzo il sistema cardiocircolatorio e, nel caso di sollevatori di pesi, la stessa colonna vertebrale. Può considerarsi un limite massimo di prestazione dell’organismo umano.

EnEssErE Figura a trasformaZIonI

Interve-

nute nella defInIZIone del campo dI benessere

(comfort

Zone) neglI ashrae 55 1981, 1992, 1994 e

standard del

nel penultImo standard

ansI/ashrae 55-2004.

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Il bibliofilo

Libri e documentazione varia sull’HVAC

Vivere nella Natura Un Manuale e un Inno alla Vita Libera Mai, tra i molti libri che ho visto e letti, ne ho scoperto uno altrettanto sorprendente. E’ assai più che un Manuale, come si definisce, lo si interpreta soprattutto come un inno alla vita libera nella Natura, in cui l’uomo deve – e può provvedere alla propria sussistenza con quello che la Natura stessa gli offre, per trovare riparo, riscaldarsi, nutrirsi, curarsi, conoscere gli animali del territorio in cui vive, individuare le costellazioni nel cielo e orientarsi, prepararsi e conservarsi i cibi... Sono centinaia di illustrazioni, schizzate a mano, senza il minimo uso di computer, che accompagnano il lettore in un lungo affascinante impensato itinerario nella Natura, attraverso quasi 450 pagine.

“Le Manuel de la Vie Sauvage” di Alain Saury, Marabout/Hachette Livre, 2011, 446 pagine, 15,90 euro www.marabout.com

Orientarsi nello spazio, nel tempo, sul territorio L’astronomia, le costellazioni, la misura del tempo, le previsioni meteorologiche, l’orientamento, aprono questo percorso che via via si concretizza nelle istruzioni per costruirsi ripari, per guadare fiumi e laghi, per accendere il fuoco con mezzi di fortuna – impensabili i tanti tipi di fuochi che si possono realizzare secondo i materiali disponibili, lo scopo per il quale devono essere accesi, se all’interno o all’esterno... E quindi la ricerca dell’acqua, altra esigenza primaria nella Natura, con indicazioni su come e dove cercarla, estrarla, filtrarla, accumularla. Le piante selvatiche nutritive e per usi diversi costituiscono altri capitoli affrontati per la sopravvivenza, l’alimentazione, la cura di malesseri. La frutta, le ricette, la realizzazione di cucine rustiche, completano questa parte altrettanto interessante – quanto necessaria per affrontare la vita libera. Ad essa segue poi coerentemente la conservazione dei cibi e i metodi da seguire, a seconda della loro natura, della durata attesa, le diverse categorie degli alimenti. Il rapporto con il mondo animale Il Manuale passa poi agli animali domestici, il loro habitat, l’allevamento e il riparo, con pagine e pagine che vi

si soffermano, sempre con concretezza e sinteticità. E poi gli animali cosiddetti selvatici, e l’Autore sottolinea questo “cosiddetti”: tutti fanno parte dell’ambiente Naturale e hanno pieno diritto di condividerlo con noi e gli animali addomesticati. Caccia e pesca sono altri argomenti affrontati con altrettanta ampiezza e in forme a volte del tutto inattese, con riferimenti alle specie protette per le principali aree geografiche. Altrettanto inattese le tecniche del cucito, delle maglie, dei nodi, del trattamento dei tessuti. Seguite dalle tecniche di costruzione e cottura di vasi e piatti d’argilla.

Il legno e il terreno materie prime per ripari La guida alla costruzione di ripari e abitazioni, con pochi e semplici utensili da carpentiere, utilizzando materiali locali e – inutile dirlo – del tutto biologici, è un'altra parte affascinante e ancora una volta inattesa per la diversità di strutture e di fogge che possono realizzarsi all’esterno, in grotte, interrate. Ampie e articolate, come c’è da attendersi, sono le istruzioni nel reperimento del legno, l’abbattimento dei tronchi, le lavorazioni, gli utensili essenziali più adatti – e come usarli. L’agricoltura biologica, le piantumazioni Altri capitoli sono dedicati ad operazioni non meno utili: l’agricoltura biologica, le piantumazioni, il rimboschimento, perfino la costruzione di una piccola centrale idroelettrica, sebbene solo delineata. E infine le pratiche di soccorso e cura in seguito ad incidenti, al morso di rettili, e non poteva mancare l’assistenza alle partorienti, con gli accorgimenti essenziali da seguire. Questo Manuale è rivolto a coloro che ricercano un reale e profondo rapporto con l’ambiente naturale, al di là delle mode e del marketing. E’ un’opera che costituisce una reale guida alla sopravvivenza nella Natura nel rispetto dei suoi valori e fruendo di quanto essa può dare, secondo il volgere delle stagioni e i bisogni essenziali dell’uomo. Antonio Briganti Impianti Clima - Aprile 2012 - N. 4

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SUL PROSSIMO NUMERO MICROCHILLER PER MICROIMPIANTI Esistono migliaia di applicazioni per valori di potenza minimi, soddisfatte in gran parte da microchiller ad effetto Peltier, che possono produrre raffreddamento con elevata precisione e continuità, e passare dal freddo al caldo semplicemente commutando la polarità della tensione a c.c. di alimentazione.

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Consiglio di questi tempi la lettura di riviste di divulgazione scientifica, non tanto perché più interessante del pettegolezzo politico che gode dell’attenzione prevalente dei grandi media, quanto per rilevare quale presenza abbiano studiosi e ricercatori italiani in università e centri di ricerca tra i più prestigiosi in altri paesi. Studiosi che hanno trovato altrove ambienti più consoni alle proprie qualità. Vi è poi un flusso di professionisti, capaci ed esperti, che silenziosamente abbandona giorno per giorno l’italia. e vi sono giovani, spesso neolaureati, volonterosi, che pure emigrano, lasciando un paese che evidentemente non sa offrire nulla di promettente per il loro futuro e il loro talento. ma c’è dell’altro: ormai chi appena può iscrive i figli a scuole straniere o li manda in college in altri paesi per favorirne l’inserimento all’estero. la sensazione dell’inaffidabilità dell’italia come paese è diffusa e palpabile. e ciò è inevitabile, del resto: se i migliori emigrano quello che rimane non può che scivolare verso un inarrestabile degrado, con il rischio di trascinare con sé anche quella parte tuttora sana della società che pure si sforza di non cedere. Si dice che gli italiani sappiano dare il meglio di sé nelle emergenze, e forse c’è del vero in questo. ma si tratta di capirci su ciò che intendiamo per emergenze. il momento attuale lo è senza alcun dubbio, eppure non si vedono segni palesi di questo meglio. invece, è come se fossimo tutti in attesa di qualche intervento al di sopra di noi, che ci risolva miracolosamente i problemi. Dobbiamo scuoterci di dosso questo atteggiamento che non giova a nessuno, fare di tutto perché giovani, professionisti, studiosi smettano di cercare all’estero quello che possono avere anche in casa propria, offrendo loro ogni opportunità di partecipare alla vita culturale politica ed economica dell’italia. loro certamente sapranno fare di meglio dei personaggi che fino ad oggi l’hanno portata quasi allo sbando. W

Impianti Clima - Aprile 2012 - N.4

Dalle clean room ai data center, dalle sale operatorie agli auditori, dai musei alle strutture scolastiche… è un fiorire di impianti che si diversificano anche sostanzialmente da quelli di benessere per caratteristiche e requisiti, che richiedono spesso l’impiego di macchine altrettanto speciali.

RIPRENDE IL MERCATO DEI COMPRESSORI L’industria mondiale dei compressori frigoriferi si dimostra in ripresa, spinta soprattutto dalla domanda dei paesi del blocco asiatico. Primeggiano di gran lunga i compressori rotativi di piccola potenza, seguiti, ma a grande distanza, dagli scroll. Direttore responsabile antonio Briganti Condirettori giacomino redondi energie rinnovabili e riscaldamento massimo Vizzotto sistemi compressorizzati per climatizzazione, refrigerazione e a pompa di calore Cristiano Vergani qualità dell’aria, aeraulica e salute redazione e gestione operativa lara Bindi Contatti associazioni Culturali rosalba arduino redazione Via Piave 3 - 21047 Saronno Va Tel./Fax: 029620184 www.impianticlima.com redazione@impianticlima.com impianti Clima può essere sfogliato e scaricato dal sito www.impianticlima.com

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