#70 Organo Ufficiale AiCARR
ISSN:2038-2723
LA RIVISTA PER I PROFESSIONISTI DEGLI IMPIANTI HVAC&R
NORMATIVA DIRETTIVA FER, APPROVATA LA PROPOSTA AiCARR RETAIL SISTEMI WATERLOOP PER LA REFRIGERAZIONE RIQUALIFICAZIONE IMPIANTISTICA DEL CENTRO COMMERCIALE VRF E REFRIGERANTI A BASSO GWP COVID-19 ALLESTIMENTO DI UNA UNITÀ DI TERAPIA INTENSIVA DI EMERGENZA SUPERBONUS 110% SISTEMI IBRIDI FACTORY MADE PER IL CONDOMINIO ORIGINAL ARTICLES
APPROXIMATE AND CFD ENERGY PERFORMANCE ANALYSES OF INDUSTRIAL HEATING BY WATER STRIP MODULES PART 2 ANALISI APPROSSIMATA E CFD DELLE PRESTAZIONI ENERGETICHE DI SISTEMI DI RISCALDAMENTO INDUSTRIALE CON TERMOSTRISCE - PARTE 2 A THEORETICAL STUDY OF AIR CHANGE IN ITALIAN SCHOOLS: ENERGETIC ASPECTS, AIR QUALITY AND SARSCOV2 INFECTION RISK ASSESSMENT PART 2 APPROCCIO TEORICO SUL RICAMBIO D’ARIA NELLE SCUOLE ITALIANE: ASPETTI ENERGETICI, QUALITÀ DELL’ARIA E VALUTAZIONE DEL RISCHIO DI INFEZIONE DA SARS-COV-2 - PARTE 2
POSTE ITALIANE SPA – POSTA TARGET MAGAZINE - GIPA/LO/CONV/003/2013.
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ANNO12 - OTTOBRE 2021
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Periodico Organo ufficiale AiCARR
EDITORS IN CHIEF Francis Allard (France) Filippo Busato (Italy) HONORARY EDITOR Bjarne Olesen (Denmark) ASSOCIATE EDITORS Karel Kabele (Czech Republic) Valentina Serra (Italy) SCIENTIFIC COMMITTEE Ciro Aprea (Italy) William Bahnfleth (USA) Marco Beccali (Italy) Umberto Berardi (Italy) Anna Bogdan (Poland) Alberto Cavallini (Italy) Iolanda Colda (Romania) Stefano Corgnati (Italy) Annunziata D’Orazio (Italy) Filippo de’ Rossi (Italy) Livio de Santoli (Italy) Marco Dell’Isola (Italy) Giorgio Ficco (Italy) Marco Filippi (Italy) Manuel C. Gameiro da Silva (Portugal) Cesare M. Joppolo (Italy) Dimitri Kaliakatsos (Italy) Essam Khalil (Egypt) Jarek Kurnitski (Latvia) Renato M. Lazzarin (Italy) Catalin Lungu (Romania) Anna Magrini (Italy) Zoltán Magyar (Hungary) Rita M.A. Mastrullo (Italy) Livio Mazzarella (Italy) Arsen Melikov (Denmark) Gino Moncalda Lo Giudice (Italy) Boris Palella (Italy) Federico Pedranzini (Italy) Fabio Polonara (Italy) Piercarlo Romagnoni (Italy) Francesco Ruggiero (Italy) Luigi Schibuola (Italy) Giovanni Semprini (Italy) Jorn Toftum (Denmark) Timothy Wentz (USA) Claudio Zilio (Italy)
DIRETTORE RESPONSABILE ED EDITORIALE Marco Zani MANAGEMENT BOARD Filippo Busato Paolo Cervio Luca Piterà Erika Seghetti Marco Zani EDITORIAL BOARD Carmine Casale, Paolo Cervio, Pino Miolli, Marco Noro, Luca Alberto Piterà, Gabriele Raffellini, Valentina Serra, Luigi Schibuola, Claudio Zilio COORDINAMENTO EDITORIALE Erika Seghetti redazione.aicarrjournal@quine.it ART DIRECTOR Marco Nigris GRAFICA E IMPAGINAZIONE Fuori Orario - MN Hanno collaborato a questo numero: Giacomo Bagarella, Giorgio Bo, Adileno Boeche, Filippo Busato, Massimo Cadorin, Michele Calati, Alberto Cavallini, Gianmaria Cisotto, Francesco Lamberti, Renato Lazzarin, Simone Mancin, Fabio Minchio, Marco Noro, Luca Alberto Piterà, Silvio Raccanelli, Roberto Zecchin Pubblicità Quine Srl Via G. Spadolini, 7 – 20141 Milano – Italy Tel. +39 02 864105 – Fax +39 02 70057190 dircom@quine.it Responsabile della Produzione Paolo Ficicchia Traffico Elena Genitoni – e.genitoni@lswr.it Editore: Quine srl – www.quine.it – traffico@quine.it Presidente Giorgio Albonetti Amministratore Delegato Marco Zani Direzione, Redazione e Amministrazione Via G. Spadolini, 7 – 20141 Milano – Italy Tel. +39 02 864105 – Fax +39 02 70057190 e-mail: redazione.aicarrjournal@quine.it Servizio abbonamenti Quine srl, Via G. Spadolini, 7 – 20141 Milano – Italy Tel. +39 02 864105 – Fax +39 02 70057190 e-mail: abbonamenti@quine.it Gli abbonamenti decorrono dal primo fascicolo raggiungibile.
Stampa Aziende Grafiche Printing srl – Peschiera Borromeo (MI)
AiCARR journal è una testata di proprietà di AiCARR – Associazione Italiana Condizionamento dell’Aria, Riscaldamento e Refrigerazione Via Melchiorre Gioia 168 – 20125 Milano Tel. +39 02 67479270 – Fax. +39 02 67479262 www.aicarr.org Gli articoli presenti all’interno di AiCARR Journal sono il risultato di una libera e personale interpretazione dei relativi autori. In nessun caso le idee espresse dall’autore possono essere considerate come parere di AiCARR. Nel caso in cui qualche diritto di autore sia stato involontariamente leso, si prega di contattare l’autore dell’articolo, al fine di risolvere ogni possibile conflitto.
Crediti Formativi Professionali per gli autori di AiCARR Journal Grazie all’accreditamento di AiCARR Journal presso il Consiglio Nazionale degli Ingegneri, agli ingegneri iscritti all’Albo che forniranno contributi alla rivista verranno attribuiti 2,5 CFP ad articolo pubblicato. Per la proposta di articoli, potete scriverci all’indirizzo di redazione: redazione.aicarrjournal@quine.it SUBMIT YOUR PAPER Tutti i membri dell'associazione possono sottoporre articoli per la pubblicazione. Ricordiamo che dal 1 aprile 2014, tutti i contributi autorali sono sottoposti a Blind Peer Rewiew. www.aicarrjournal.org
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Aderente
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- M e a d a
Baxi Hybrid Power, composti da uno o più generatori in pompa di calore abbinati a caldaie a gas di alta potenza (singole o in cascata) e gestiti da un Hybrid manager, è la soluzione ibrida pensata
de
M
Sistemi Ibridi Commerciali Baxi Hybrid Power
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ad
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FA C T O R Y
da Baxi per la riqualificazione di edifici residenziali esistenti, palazzine e condomini con impianto centralizzato.
Ottimizzazione del risparmio energetico
Elevata modularità
Riduzione dei costi di gestione dell’impianto
Doppio salto di classe in ottica di Superbonus
La più ampia gamma di configurazioni sul mercato
e - Ma
EDITORIALE
DOI: 10.36164/AiCARRJ.70.05.01
IL FUTURO DI AiCARR
The future of AiCARR
L’editore Laterza ha pubblicato la scorsa estate un saggio interessante intitolato “Il Futuro. Storia di un’idea”, in cui vengono presentate in sequenza storica le varie letture che le diverse civiltà e culture hanno dato riguardo al concetto di futuro.
Il futuro è anche nei rapporti che da sempre hanno caratterizzato l’associazione, con REHVA e ASHRAE, con il Consiglio Nazionale degli Ingegneri, con la CIIP Consulta Interassociativa Italiana per la Prevenzione, con gli Ordini professionali.
Dal Prometeo di Eschilo a Imagine di John Lennon, passando per Leonardo da Vinci, ogni generazione ha immaginato e pensato il futuro.
Il futuro è costruire rapporti nuovi e recuperare i rapporti interrotti.
In un momento storico di pesanti incertezze e sempre più grandi aspettative è quindi lecito chiedersi anche all’interno di AiCARR quali siano i possibili scenari che si prospetteranno. In questo contesto è quasi ironico pensare che la prima riunione del consiglio direttivo svolta in presenza, dopo i lunghi mesi passati a riunirsi in modalità “remota” attraverso le piattaforme telematiche, sia stata quella che ha approvato le scadenze temporali che porteranno al rinnovo della presidenza (e successivamente del consiglio). Le attività associative stanno riprendendo in presenza, con gli incontri tecnici delle aziende della consulta, alcuni seminari programmati, la scuola AiCARR, e per il speriamo vivamente di poter realizzare il convegno nazionale dal vivo (ma anche in possibile collegamento, in modalità “ibrida”). Il nostro futuro è nelle collaborazioni e nella rete di rapporti, istituzionali e inter-associativi, che abbiamo costruito in particolare con IBPSA Italia e AIA Associazione Italiana di Acustica e che speriamo portino alla realizzazione di interessanti eventi che potranno richiamare il dialogo tra gli associati e l’osmosi dei saperi.
Il futuro di un’associazione è nell’andare oltre l’associazione stessa, intercettando aree di intervento comuni e sinergiche, e ascoltare con apertura e serietà le richieste esterne e i saperi complementari al nostro. Il futuro è rendere l’associazione vicina e utile ai soci, perseverando nel nostro operato a livello normativo e nell’instancabile contributo verso la legislazione, a partire dalla cultura del benessere e dell’efficienza energetica in chiave di sostenibilità. Ogni generazione e epoca ha immaginato il proprio futuro, ma il futuro è anche incognito e, come ha ricordato il recente Nobel per la Fisica italiano Giorgio Parisi in una sua lectio magistralis, “per quanti sforzi noi facciamo per prevederlo, il futuro saprà sorprenderci”. Il futuro non è quindi solo attesa, il futuro di AiCARR va costruito. In questo senso, e in questa visione, la cosa più importante è che ciascuno di noi si impegni per creare il miglior futuro possibile anzichè speculare sulla probabilità di accadimento di uno scenario o di un altro.
Filippo Busato, Presidente AiCARR
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Editoriale 4
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Novità prodotti 8
NORMATIVA Direttiva FER, approvata la proposta AiCARR
AiCARR Informa 69
Dalla semplificazione delle procedure autorizzative alla spinta alle comunità energetiche. Vediamo le misure contenute nella bozza di decreto di recepimento della Direttiva FER L.A. Piterà
REFRIGERAZIONE
Sistemi water-loop self-contained per la refrigerazione commerciale Quando conviene utilizzare il chiller, il dry-cooler o il wet-cooler? I risultati dell’analisi sperimentale di un impianto WLSC G. Bagarella, R. Lazzarin, M. Noro
RIQUALIFICAZIONE IMPIANTISTICA Ampliamento e ristrutturazione di una galleria commerciale L’intervento, effettuato presso il centro polifunzionale del Lingotto, a Torino, dimostra come la sfida dell’inserimento di impianti moderni in edifici esistenti, può essere vinta anche grazie a una stretta collaborazione fra impresa esecutrice, direzione lavori e committenza G. Bo, F. Lamberti
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VRF La transizione verso refrigeranti a basso impatto ambientale nei sistemi VRF Il refrigerante R32 è attualmente l’alternativa a basso GWP più diffusa ma nel medio-lungo periodo potrebbe imporsi la necessità di trovare, specialmente per i grandi sistemi, un nuovo refrigerante L. Molinaroli
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ORIGINAL ARTICLES Approximate and CFD energy performance analyses of industrial heating by water strip modules – Part 2 Analisi approssimata e CFD delle prestazioni energetiche di sistemi di riscaldamento industriale con termostrisce – Parte 2 Marco Noro, Michele Calati, Simone Mancin
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A theoretical study of air change in Italian schools: energetic aspects, air quality and Sars-CoV-2 infection risk assessment – Part 2 Approccio teorico sul ricambio d’aria nelle scuole italiane: aspetti energetici, qualità dell’aria e valutazione del rischio di infezione da Sars-CoV-2 – Parte 2 Filippo Busato, Alberto Cavallini
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COVID-19 Fiera di Milano, allestimento di unità di terapia intensiva di emergenza Analisi delle scelte progettuali e impiantistiche nell’intervento di realizzazione ex novo di un’unità di terapia intensiva all’interno di un edificio fieristico esistente A. Boeche, A. Cavallini, M. Cadorin, G. Cisotto, S. Raccanelli, R. Zecchin
TREND DI MERCATO Sistemi ibridi factory made per il condominio Grazie anche alla spinta del Superbonus 110% si sta assistendo allo sviluppo di sistemi ibridi commerciali destinati agli edifici condominiali. I risultati di un caso di studio F. Minchio
NUOVO PURIFICATORE DAIKIN La sicurezza della purificazione, sempre
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* Il dispositivo Daikin MC55WVM (denominazioni commerciali MC55W/VB), testato dall’Institut Pasteur de Lille, elimina il 99,98% del coronavirus umano HCoV-229E in un tempo di esecuzione di 2,5 minuti a velocità “turbo” in condizioni di laboratorio (camera ermetica con volume interno di 1,4 m³, senza ricambio d’aria). Il coronavirus umano HCoV-229E è diverso dal virus responsabile della COVID-19, SARS-CoV-2, ma appartiene alla stessa famiglia di coronavirus. ** Il dispositivo Daikin MC55WVM (denominazioni commerciali MC55W/VB), testato dall’Institut Pasteur de Lille, elimina il 99,93% del virus dell’influenza A sottotipo H1N1 in un tempo di esecuzione di 2,5 minuti a velocità “turbo” in condizioni di laboratorio (camera ermetica con volume interno di 0,47 m³, senza ricambio d’aria).
Novità Prodotti VRF AD ALTA EFFICIENZA MULTI V 5 offre tecnologie innovative per ottimizzare l’efficienza energetica e massimizzare il comfort climatico. Grazie alla funzionalità Dual Sensing Control, il sistema valuta le condizioni climatiche. A differenza dei sistemi di climatizzazione tradizionale, la quinta generazione dei sistemi VRF di LG misura la temperatura e l’umidità degli ambienti esterni e interni e, grazie alla funzione Smart Load Control, modifica la temperatura del refrigerante in base alle condizioni climatiche, migliorando l’efficienza. Affidabilità, efficienza, durata e resistenza sono garantite dall’innovativo compressore inverter che opera su un campo di frequenza maggiore rispetto al suo predecessore e dal rivestimento Black Fin sullo scambiatore di calore a 4 lati, che lo protegge da sostanze corrosive e inquinamento, minimizzando l’accumulo di umidità e il rischio di ossidazione. Infine, la tecnologia biomimetica, applicata alla progettazione dei ventilatori, aumenta la portata dell’aria e riduce la rumorosità. Tutti questi elementi hanno contribuito al miglioramento dell’efficienza e della capacità di MULTI V 5, rendendolo la soluzione ideale per la climatizzazione di grandi superfici. www.lg.com
REFRIGERATORI DI LIQUIDO E PDC COMMERCIALI CON SORGENTE ARIA Gli innovativi refrigeratori di liquido e pompe di calore commerciali con sorgente aria per installazione esterna Baxi BCH2-i e BHP2-i 2017-4057 offrono una vasta gamma di soluzioni in ambito commerciale per soddisfare al meglio qualsiasi esigenza in termini di efficienza, silenziosità e prestazioni. Entrambe le gamme raggiungono i massimi livelli di efficienza energetica e sono dotate di controllo inverter sul compressore scroll, che assicura una migliore efficienza ai carichi parziali (SEER e SCOP). Grazie alla tecnologia con compressori scroll inverter, entrambe svolgono un ruolo fondamentale nelle applicazioni commerciali in cui le efficienze ai carichi parziali fanno la differenza. Inoltre, sono disponibili anche in versione super-silenziata per contesti installativi a elevate esigenze acustiche. La gamma BCH2-i comprende ben 6 versioni di unità da esterno ad altissima efficienza per la produzione di acqua refrigerata: BCH2-i (refrigeratore di liquido), BCH2-i/SL (refrigeratore di liquido silenziato), BCH2-i/MC (refrigeratore di liquido con batterie microchannel), BCH2-i/MC/SL (refrigeratore di liquido silenziato con batterie microchannel), BCH2-i/SSL (refrigeratore di liquido super silenziato) e BCH2-i/MC/SSL (refrigeratore di liquido super silenziato con batterie microchannel). Il sistema è caratterizzato dalla tecnologia con compressore inverter ed è dotato di ventilatori elicoidali e refrigerante R410A. Le unità sono equipaggiate con due, tre o quattro compressori in configurazione tandem e trio (in base alla potenza dell’unità stessa). La gamma BHP2-i comprende 3 unità da esterno in pompa di calore per la produzione di acqua refrigerata/riscaldata con compressori ermetici rotativi di tipo scroll dedicati per l’utilizzo di R410A e ventilatori assiali: BHP2-i (pompa di calore reversibile), BHP2-i/SL (pompa di calore reversibile silenziata) e BHP2-i/SSL (pompa di calore reversibile super silenziata). I due compressori di cui sono equipaggiate le unità sono in configurazione mono-circuito.
Entrambe le gamme sono dotate di batteria di condensazione con tubi in rame e alette in alluminio, scambiatore a piastre saldo brasate e valvola di espansione termostatica. www.baxi.it
REFRIGERANTE R515B PER UNITÀ ACQUAACQUA AERMEC ha comunicato nel corso della campagna di lancio delle nuove famiglie acqua-acqua a vite a elevata efficienza stagionale serie WFGN e WFGI la disponibilità per le macchine in oggetto anche della versione con refrigerante Solstice® N15 (R-515B). I refrigeratori AERMEC WFGN e WFGI sono stati sviluppati per offrire al mercato unità con valori di SEER estremamente elevati grazie alla scelta di compressori e scambiatori ottimizzati per sfruttare al meglio le caratteristiche del refrigerante Solstice® ZE (R-1234ze) a basso GWP. L’esito positivo dei test di laboratorio compiuti negli ultimi mesi ha permesso ai tecnici di AERMEC di dare il via libera anche all’opzione alternativa con refrigerante Solstice® N15 (R-515B), miscela di nuova concezione proposta da Honeywell che si è rivelata in grado di fornire analoghe prestazioni in termini di resa ed efficienza rispetto all’impiego del fluido puro con cui le due serie di macchine sono state progettate. La disponibilità di tale refrigerante (miscela azeotropica di R-1234ze e di R-227ea), perfettamente compatibile con i materiali comunemente utilizzati nella costruzione dei circuiti frigoriferi e con lubrificanti POE, e idonea in generale per applicazioni di climatizzazione in raffrescamento come di refrigerazione di media temperatura) offre al progettista la possibilità di impiegare una sostanza dal basso valore di GWP (pari a 299) e allo stesso tempo classificata come fluido A1, pertanto non infiammabile. global.aermec.com/it/
Novità Prodotti PDC DOMESTICHE AD ALTA EFFICIENZA Clivet presenta SPHERA EVO 2.0 le nuove serie di pompe di calore splittate a vista e da incasso, nella doppia configurazione full-electric o ibrida, particolarmente adatte per accedere al Superbonus del 110% e alle altre forme di incentivi fiscali. Il tutto accompagnato dalla formula “0 pensieri” per l’ottenimento degli incentivi. La linea SPHERA EVO 2.0 da 4 a 16 kW per riscaldamento condizionamento, e produzione di acqua calda sanitaria in ambito residenziale si caratterizza per: • Altissima efficienza in classe A+++ con acqua a 35 °C (tipico abbinamento a pannello radianti) e classe A++ con acqua a 55 °C (tipico abbinamento con radiatori), grazie alla tecnologia inverter • Bassissimi livelli sonori delle unità esterne, che le rendono le unità più silenziose sul mercato • Ampio campo di funzionamento da -25 °C di temperatura dell’aria esterna in riscaldamento a +43 °C di temperatura aria esterna in condizionamento per adattarsi sia ai climi più rigidi che a quelli più caldi • Temperatura dell’acqua fino a 65 °C, che li rende perfetti anche per quei casi in cui si vuole sostituire la caldaia, ma mantenere i radiatori • Produzione di acqua a 60 °C fino a -15 °C di aria esterna • Accumulo per acqua calda sanitaria da 190 e 250 l integrato nella versione Tower o esterno nella versione BOX per adattarsi alle esigenze di ogni famiglia • Possibilità di integrazione con risorse ausiliarie come il solare termico o fotovoltaico per una casa ancora più green • Refrigerante ecologico R-32 La nuova linea è disponibile in 6 versioni. Tutta la gamma è stata progettata per l’abbinamento con sistema di rinnovo e purificazione aria ELFOFresh EVO con recupero termodinamico e filtrazione elettronica attiva su fumi, polveri sottili, pollini virus e batteri, particolarmente importante per preservare la nostra salute in questo periodo di pandemia. L’intero sistema è gestito dal sistema ELFOControl3 EVO, che migliora l’uso delle risorse garantendo un elevato risparmio energetico, permette il monitoraggio e il controllo remoto dell’intero sistema con l’utilizzo della App dedicata. www.clivetlive.com
SMALL INVERTER CHILLER CON R32 La gamma Bluevolution di Daikin viene ampliata grazie all’introduzione del nuovo Small Inverter Chiller con R-32, disponibile sia nella versione solo freddo che pompa di calore. L’intervallo di capacità da 16 a 90 kW, la compattezza e l’ampio range di funzionamento, sono tra i principali punti di forza di questa nuova serie, che si distingue inoltre per i livelli di efficienza molto alti – i migliori sul mercato, sia in raffreddamento che riscaldamento – e per le emissioni di CO2 molto contenute, grazie all’uso del refrigerante R-32. Silenziosità, funzioni avanzate di connettività e l’ampio range di funzionamento rendono questa soluzione ideale anche per gli edifici più esigenti. La versione solo freddo produce acqua refrigerata da 25 ˚C fino a -15 ˚C e opera, di serie, a temperature esterne da -20 ˚C fino a 45 ˚C. Un kit opzionale per alta temperatura ambiente consente l’uso dell’unità anche a temperature esterne superiori a 45 °C, fino a 52 °C. Le pompe di calore sono progettate per operare entro un intervallo di temperature esterne ampio, da -20 ˚C a 35 ˚C, e possono produrre acqua calda fino a 60 °C. Tra le caratteristiche standard di questa serie vi sono le batterie in rame-alluminio ottimizzate, i compressori Scroll Inverter di Daikin, gli scambiatori di calore a piastre saldobrasate ottimizzati, un kit pompa con Inverter – disponibile nelle versioni a bassa e alta prevalenza – i ventilatori inverter ad alta efficienza di Daikin e la modalità silenziosa selezionabile.
Le soluzioni di Controllo Smart Il pacchetto di soluzioni Smart offre le funzionalità più avanzate per la gestione e il controllo dei sistemi HVAC, in termini di connettività, monitoraggio e controllo. Lo Small Inverter Chiller con R-32 può comunicare con qualsiasi sistema BMS esterno e offre la funzione master/slave di serie, per l’uso in sequenza di un massimo di 4 unità, con una di queste come unità principale. Questa serie è caratterizzata inoltre dalla capacità di connettersi a Internet grazie all’Internet of Things, mediante un’App dedicata, che rende l’avviamento delle unità estremamente facile e veloce. www.daikin.it
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Novità Prodotti CALDAIA DALL’ANIMA VERSATILE La gamma di soluzioni Viessmann ideate per gli spazi abitativi delle generazioni future si arricchisce della nuova caldaia murale a condensazione a gas istantanea Vitodens 100-E. Questa caldaia è stata espressamente concepita per adeguarsi a qualsiasi contesto di installazione. La richiesta del mercato è oggi orientata verso modelli di dimensioni contenute in grado di integrarsi senza difficoltà, in caso di sostituzione, negli spazi esistenti; inoltre, sono sempre più apprezzati i modelli per installazione esterna che consentono di guadagnare spazio dentro casa. Vitodens 100-E risponde proprio a questo tipo di esigenze: estremamente compatta – solo 450x249x750 mm (LXPXH) – e dotata di grado di protezione elettrica IPX5, si presta per installazione sia all’interno della casa sia all’esterno, in un luogo parzialmente protetto, ad esempio su un balcone protetto da gronda. Anche nel caso di sostituzione di caldaia esistente, quindi, Vitodens 100-E rappresenta la soluzione ottimale per sfruttare comodamente gli spazi del vecchio generatore. Questa versatilità si apprezza in particolare nelle sostituzioni di caldaie a incasso per esterno: con la sua profondità di soli 249 mm, Vitodens 100-E è studiata per inserirsi nella maggior parte dei box a incasso esistenti, anche di altri produttori. La facilità d’installazione si accompagna alle elevate performance in termini di affidabilità ed efficienza che contraddistinguono tutti i prodotti Viessmann. Vitodens 100-E è una caldaia in classe A di nuova generazione, realizzata con materiali di qualità eccellente, ed è frutto del consolidato know-how di Viessmann nella tecnica della condensazione. Il nuovo bruciatore Matrix-Plus è stato progettato per garantire massima efficienza, affidabilità e rispetto per l’ambiente: grazie alla nuova superficie in acciaio inossidabile resistente alle alte temperature e al controllo della combustione elettronico Lambda Pro, assicura massima silenziosità della caldaia e garantisce un funzionamento con ridotti consumi energetici e basse emissioni inquinanti, consentendo di risparmiare sui costi in bolletta e di manutenzione. Il corpo caldaia Inox-Radial in acciaio inox, brevettato da
Viessmann e punto di riferimento degli scambiatori in acciaio nel settore del riscaldamento, ha una forma studiata per ottenere il massimo rendimento dalla condensazione in un unico passaggio dei fumi e per garantire l’effetto autopulente nella parte esterna dello scambiatore, grazie alla condensa che defluisce nello scarico. La produzione di acqua calda sanitaria integrata in caldaia risulta altamente performante grazie alla funzione booster, in grado di assicurare una produzione di 14,3 litri al minuto (∆T 30 °C). La caldaia Vitodens 100-E è disponibile anche nella soluzione ibrida Vitodens 100-E Hybrid, in abbinamento alla pompa di calore monoblocco Vitocal 100-A, per portare il massimo dell’efficienza che deriva dall’installazione di un sistema ibrido nella propria abitazione con il più alto livello di comfort e flessibilità. www.viessmann.it
SISTEMA DI TUBAZIONI PREISOLATE AD ALTA FLESSIBILITÀ Watts propone Microflex: il sistema di tubazioni flessibili preisolate per il trasporto del fluido negli impianti di riscaldamento e raffrescamento centralizzato e per il trasporto dell’acqua sanitaria. Adatto a molteplici applicazioni, sia in singole abitazioni che in grandi impianti di teleriscaldamento, Microflex permette il trasporto interrato di fluidi caldi e freddi. Grazie al peso contenuto e all’alta flessibilità, le tubazioni MICROFLEX sono di facile posa e consentono all’installatore di realizzare lunghi tratti di conduzione fluidi, di superare con agilità ostacoli, di creare curve e cambiamenti di direzione, senza utilizzare raccordi o giunti e ridurre così anche le
dimensioni di scavo, contenendo tempi e costi di installazione. Le tubazioni preisolate MICROFLEX sono costituite da: tubi in PEX-a reticolato conformi alle norme DIN 16892/16893 e ISO 15875; ampio strato di isolamento in espanso di polietilene reticolato a cellule chiuse che mantiene nel tempo il grado iniziale di resistenza termica; manto esterno corrugato in polietilene ad alta densità che assicura una doppia protezione da agenti esterni. La tubazione principale, isolata termicamente, è rivestita da una guaina interna “a camera chiusa” ed è dotata di una barriera contro la diffusione dell’ossigeno per evitare la formazione di microfunghi e alghe. Watts mette a disposizione dei professionisti del settore anche un configuratore per progetti realizzati con tubazioni singole (MICROFLEX UNO) e doppie (MICROFLEX DUO) specifici per impianti termici. Le tubazioni dedicate al riscaldamento e in particolare le tubazioni DUO che hanno mandata e ritorno possono subire perdite di carico e dispersioni di calore. In base ai dati dell’impianto inseriti, il configuratore suggerisce quale tubazione scegliere per ottimizzare l’efficienza degli impianti e limitare le dispersioni. Il configuratore analizza i dati e propone delle soluzioni ottimizzate e personalizzate per ogni singolo impianto. La gamma del sistema MICROFLEX è disponibile in tubi singoli (MICROFLEX UNO), tubi doppi (MICROFLEX DUO) e tubi quadrupli (MICROFLEX QUADRO) indicati per impianti termici e di conduzione di acqua sanitaria, (MICROFLEX COOL) versione per impianti con fluidi a bassa temperatura. www.wattswater.it
La climatizzazione ideale per le attività commerciali
Il sistema VRF è un sistema di climatizzazione in pompa di calore adatto per raffrescamento o riscaldamento, ideale per uffici, hotel, attività commerciali e grandi condomini. viessmann.it
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natura edile Consulenza per la progettazione e ampio database di schemi di impianto e file BIM : portale dedicato alla cessione del credito 110% Accordo con banco BPM per la cessione del credito ecobonus Viessmann Professional Network: la rete dei professionisti del superbonus Partner per l’Efficienza Energetica Viessmann: rete di installatori qualificati per un impianto a regola d’arte
Scopri vantaggi e strumenti per un progetto di qualita’
Normativa
Direttiva FER, approvatala propostaAiCARR
Dalla semplificazione delle procedure autorizzative alla spinta alle comunità energetiche. Vediamo le misure contenute nella bozza di Decreto di recepimento della Direttiva FER
L.A. Piterà*
N
egli ultimi anni l’Italia ha fatto ricorso a vari stru-
linea con i nuovi obiettivi di neutralità
prevede la tutela e il potenziamento
menti volti al miglioramento e al conseguimento
climatica nel 2050.
delle produzioni esistenti e delle infra-
della tutela dell’ambiente, della sicurezza energe-
Le misure contenute nella bozza di
strutture necessarie per la gestione delle
tica e dell’accessibilità dei costi dell’energia per conseguire
Decreto di recepimento della Direttiva
produzioni degli impianti a fonti ener-
gli obiettivi europei in materia di Energia e Ambiente. Tra le
FER hanno appunto l’obiettivo di acce-
getiche rinnovabili, così come lo svilup-
altre cose, considerando l’ambiente come motore econo-
lerare per quanto detto prima la transi-
po della rete elettrica e della rete gas,
mico del Paese, ha condiviso l’orientamento volto a raffor-
zione dai combustibili fossili alle fonti
oltre che semplificazioni per la realizza-
zare l’impegno per la decarbonizzazione dell’economia e
rinnovabili, transizione che richiede la
zione degli elettrolizzatori alimentati da
supportare un Green New Deal tra le imprese e i cittadini.
programmazione e la realizzazione de-
fonti rinnovabili. Per raggiungere questo
Negli anni scorsi su questa scia è stato redatto il Piano
gli impianti sostitutivi e delle necessarie
obiettivo la bozza individua strumenti
Nazionale Integrato per l’Energia e il Clima, anche noto
infrastrutture. Ad oggi in Italia solo una
calibrati sulla base dei settori d’uso, delle
come PNIEC (MiSE, 2020) per delineare il mix di soluzioni
frazione relativamente modesta della
tipologie di interventi e della dimen-
e strumenti maggiormente compatibile con gli obiettivi
produzione netta di energia elettrica
sione degli impianti, con un approccio
al 2030 e con altre esigenze, comprese quelle relative agli
avviene tramite fonti rinnovabili, sempre
che mira al contenimento del consumo
impatti ambientali. Inoltre, a valle dell’approvazione del
inferiore al 40%, a eccezione del 2014,
di suolo e dell’impatto paesaggistico e
PNIEC nel dicembre 2019, a livello nazionale il 13 luglio
che è stato un anno molto piovoso e
ambientale, comprese le esigenze di
scorso è stato approvato il Piano Nazionale di Ripresa e Re-
di conseguenza, secondo i dati TERNA,
qualità dell’aria esterna.
silienza dell’Italia, il PNRR (Governo Italiano, 2021), mentre
ha visto un aumento della produzione
Inoltre, la bozza di Decreto prevede,
a livello Comunitario il 14 luglio scorso la Commissione ha
idroelettrica. Evidentemente, si tratta di
dal punto di vista amministrativo, una
approvato una serie di proposte, note come pacchetto “Fit
una produzione molto inferiore a quella
semplificazione delle autorizzazioni e
for 55”, che mira ad accelerare le politiche dell’UE in materia
richiesta dagli usi elettrici “obbligati”; e di
la partecipazione positiva al rilascio del-
di clima, energia, trasporti e fiscalità al fine di ridurre le
conseguenza, se si puntasse sul vettore
le relative autorizzazioni da parte degli
emissioni nette di gas a effetto serra di almeno il 55% entro
elettrico anche per gli utilizzi elettrici
enti preposti con un percorso condiviso
il 2030 rispetto ai valori del 1990.
“non obbligati” quale il riscaldamento,
di individuazione di aree idonee, spe-
In Tabella 1 sono riassunti gli obiettivi che il PNIEC si
andrebbe considerato che prima di
cialmente per l’eolico e il fotovoltaico;
prefigge e che, per quanto riguarda gli aspetti inerenti
disporre delle infrastrutture per poterli
sul lato dell’incentivazione, è prevista
all’incremento della quota di energia da fonti rinnova-
soddisfare con fonti energetiche rinno-
una forte semplificazione nell’accesso
bili, trovano riscontro in termini di misure nella bozza di
vabili, bisognerà attendere molti anni,
ai meccanismi e una maggiore stabilità
schema del Decreto di recepimento della Direttiva UE
continuando in questo periodo a uti-
tramite l’introduzione di una program-
2001/2018, Renewable Energy Directive – RED II (Unio-
lizzare la produzione da fossile, che ad
mazione quinquennale, che favorisca gli
ne Europea, 2018). Il Green New Deal richiederà all’Italia
oggi avviene con un tasso di emissione
investimenti nel settore, con un raffor-
quindi un’ulteriore accelerazione rispetto agli obiettivi al
medio dell’ordine di 500 gCO2/kWh. A
zamento degli strumenti del Conto Ter-
2030 definiti dal PNIEC, al fine di garantire un percorso in
questo proposito, la bozza di Decreto
mico anche in riferimento all’efficienza
14
#70
TABELLA 1
FER. Coerentemente con la normativa vigente in materia
Obiettivi sulle FER dell’UE e dell’Italia al 2020 e al 2030
Ambito di applicazione della quota di energia da FER
Obiettivo al 2020 [%]
Obiettivo al 2030 [%]
di prestazione energetica degli edifici, la bozza aggiorna l’obbligo di integrazione degli impianti a fonti rinnovabili
UE
ITALIA
UE
ITALIA (PNIEC)
Consumi finali lordi di energia
20
17
32
30
Consumi finali lordi di energia nei trasporti
10
10
14
22
primo livello degli edifici esistenti. In particolare, la bozza
+1,3% annuo (indicativo)
+1,3 annuo (indicativo)
ribadisce quanto già contenuto nel DM 26 giugno 2015
Consumi finali lordi per riscaldamento e raffrescamento
negli edifici, oggi previsto dall’Allegato III del D.Lgs. 28/2011, prevedendo che esso si applichi al caso di edifici di nuova costruzione e introduce le ristrutturazioni importanti di
“Requisiti minimi” a proposito degli obblighi di copertura da FER che non possono essere assolti da impianti a FER che producono energia elettrica la quale alimenti a sua volta dispositivi per la produzione di energia termica a
ve, e questa è una importante novità, la
Obbligo di utilizzo di energia rinnovabile per il miglioramento della prestazione energetica degli edifici
diffusione delle Comunità energetiche
Uno dei punti principali della bozza
il riscaldamento, raffrescamento e per la produzione di
e le configurazioni di autoconsumo rin-
di Decreto è nell’art. 26 e nell’allegato
ACS, non ci sono novità, così come viene confermato
novabile singolo e collettivo al fine di
III, che sostituiranno rispettivamente
l’obbligo di installazione di impianti FER per la produzione
favorire dinamiche di realizzazione degli
l’art. 11 e il relativo allegato III del D.Lgs
di energia elettrica di potenza elettrica pari a 20 W/m2 di
impianti con processi partecipativi dei
28/2011 (Governo Italiano, 2011), che
superficie in pianta dell’edificio, ovvero della proiezione al
territori e con logica bottom-up.
attualmente disciplina l’utilizzo delle
suolo della sagoma dell’edificio. Viene confermato anche
energetica per gli edifici e in coerenza con gli obiettivi di qualità dell’aria. Infine, la bozza di Decreto promuo-
effetto Joule. Per quanto riguarda la copertura del 50% dei consumi di ACS e del 50% della somma dei consumi previsti per
DEFINIZIONI
BOX 1
a. “energia da fonti rinnovabili” oppure “energia rinnovabile”: energia proveniente da fonti rinnovabili non fossili, vale a dire energia eolica, solare, termico e fotovoltaico, e geotermica, energia dell’ambiente, energia mareomotrice, del moto ondoso e altre forme di energia marina, energia idraulica, biomassa, gas di discarica, gas residuati dai processi di depurazione e biogas; b. “energia dell’ambiente”: energia termica naturalmente disponibile ed energia accumulata in ambienti confinati che può essere immagazzinata nell’aria dell’ambiente, esclusa l’aria esausta, o nelle acque superficiali o reflue; c. “energia geotermica”: energia immagazzinata sotto forma di calore sotto la crosta terrestre; d. “consumo finale lordo di energia”: i prodotti energetici forniti a scopi energetici all’industria, ai trasporti, alle famiglie, ai servizi, compresi i servizi pubblici, all’agricoltura, alla silvicoltura e alla pesca, il consumo di energia elettrica e di calore del settore energetico per la produzione di energia elettrica, di calore e di carburante per il trasporto, e le perdite di energia elettrica e di calore con la distribuzione e la trasmissione; e. “calore e freddo di scarto”: calore o freddo inevitabilmente ottenuti. come sottoprodotti negli impianti industriali o di produzione di energia, o nel settore terziario, che si disperderebbero nell’aria o nell’acqua rimanendo inutilizzati e senza accesso a un sistema di teleriscaldamento o teleraffrescamento, nel caso in cui la cogenerazione sia stata o sarà utilizzata o non sia praticabile; f. “garanzia di origine”: documento elettronico che serve esclusivamente a provare a un cliente finale che una determinata quota o quantità di energia è stata prodotta da fonti rinnovabili; g. “autoconsumatore di energia rinnovabile”: cliente finale che produce energia elettrica rinnovabile per il proprio consumo e può immagazzinare o vendere energia elettrica rinnovabile autoprodotta alle condizioni e secondo le modalità definito dallo schema di Decreto. h. “autoconsumatori di energia rinnovabile che agiscono collettivamente”: gruppo di almeno due autoconsumatori di energia rinnovabile che agiscono collettivamente alle condizioni e secondo le modalità definite dallo schema di Decreto; i. “comunità di energia rinnovabile” o “comunità energetica rinnovabile”: soggetto giuridico che opera nel rispetto di quanto stabilito dallo schema di Decreto; j. “energia condivisa”: in una comunità di energia rinnovabile o in un gruppo di autoconsumatori di energia rinnovabile che agiscono collettivamente, è pari al minimo, in ciascun periodo orario, tra l’energia elettrica prodotta e immessa in rete dagli impianti a fonti rinnovabili e l’energia elettrica prelevata dall’insieme dei clienti finali associati situati nella stessa zona di mercato.
#70 15
il diniego del rilascio del titolo edilizio nel caso in cui non
per l’efficienza energetica degli edifici,
nel relativo allegato tecnico, tutto ciò
vi sia il rispetto dell’obbligo di copertura da FER. Rimane
di cui al D.Lgs. 192/2005 (Governo Ita-
confermando di fatto il recepimento
la deroga dagli obblighi di utilizzo di fonti rinnovabili nel
liano, 2005).
della proposta AiCARR, riportata in det-
caso in cui l’edificio sia allacciato a una rete di Teleriscalda-
Inoltre, al fine di agevolare i soggetti
taglio in (Piterà, 2019). È stato poi esteso
mento e Teleraffreddamento, ma devono essere “efficienti”,
obbligati che sostengono gli investi-
il concetto di impossibilità tecnica, che
omogeneizzando la definizione con quella del D.Lgs. 102
menti, la bozza prevede che gli impianti
secondo la bozza comprende anche il
del 2014. (Governo Italiano, 2014).
alimentati da fonti rinnovabili possano
caso in cui via sia un impedimento di
Nella bozza di Decreto in circolazione sembra scom-
accedere agli incentivi statali vigenti
natura funzionale o il costo dell’instal-
parsa l’estensione dell’obbligo di copertura da FER per gli
previsti per la promozione delle fonti
lazione di impianti FER sia sproporzio-
edifici esistenti appartenenti alle categorie E2 (uffici), E3
rinnovabili, ivi inclusi fondi di garanzia
nato rispetto a quello dell’intervento di
(ospedali) ed E5 (edifici commerciali) di cui all’articolo 3 del
e fondi di rotazione per l’erogazione di
ristrutturazione.
DPR 412/1993 (Governo italiano, 1993), con superficie utile
prestiti a tasso agevolato, fermo restan-
Sicuramente la modifica dell’art. 11
superiore a 10.000 m2. Attualmente, indipendentemente
do il rispetto dei criteri e delle condizioni
e dell’allegato III del Dlgs 28/2011 può
dall’esecuzione di una ristrutturazione importante, questi
dì accesso e cumulabilità stabilite da
essere considerata un piccolo successo
edifici dovevano prevedere l’integrazione di impianti per
ciascun meccanismo.
per l’Associazione, ma come diceva Sir.
la produzione di energia elettrica rinnovabile entro il 31
La bozza di Decreto conferma
Winston Churchill, “Il successo non è mai
dicembre 2027, data scelta sia per garantire un congruo
la possibilità da parte delle Regioni e
definitivo, il fallimento non è mai fatale;
periodo tecnico per la progettazione, l’autorizzazione e la
delle Provincie autonome di stabilire
è il coraggio di continuare che conta”, in-
realizzazione delle opere, ma soprattutto in quanto la mi-
incrementi dei valori, riportati nell’al-
fatti non ci sediamo sugli allori, e i lavori
sura, rientrando nel pacchetto di strumenti necessari per il
legato III della bozza, nel quale è stata
non si fermano qui: a livello europeo
raggiungimento dei target nel settore del riscaldamento e
introdotta la modifica della possibilità
scadono a breve le consultazioni per la
del raffrescamento, si sarebbe resa necessaria nei prossimi
di deroga, che prevede che, nel caso in
revisione delle nuove Direttive sia sull’E-
anni per rispondere agli obbiettivi previsti dal PNIEC, anche
cui vi sia l’impossibilità tecnica a ottem-
PBD sia RED, alle quali stiamo lavorando.
in previsione della sostituzione di misure economiche at-
perare all’obbligo di copertura da FER,
tualmente operanti (ad esempio: ecobonus) e in ragione
sia possibile procedere a interventi di
della riduzione attesa dei costi delle tecnologie.
installazione di rinnovabili e di efficien-
La bozza di Decreto introduce l’obbligo di invio di spe-
za energetica tali da ridurre il valore di
cifica documentazione tecnica al GSE al fine di consentire
energia primaria non rinnovabile dell’e-
il monitoraggio degli obiettivi e di alimentare il Portale
dificio secondo i parametri specificati
BIBLIOGRAFIA
* Luca A. Piterà, Segretario Tecnico di AiCARR
∙ Governo Italiano. 1993. Decreto del Presidente della Repubblica n. 412. Regolamento recante norme per la progettazione, l’installazione, l’esercizio e la manutenzione degli impianti termici degli edifici ai fini del contenimento dei consumi di energia, in attuazione dell’art. 4, comma 4, della legge 9 gennaio 1991, n. 10. Gazzetta ufficiale n.242, S.O. n. 96 del 14 ottobre 1993. ∙ Governo Italiano. 2005. Decreto Legislativo 19 agosto 2005, n. 192. Attuazione della direttiva (UE) 2018/844, che modifica la direttiva 2010/31/UE sulla prestazione energetica nell’edilizia e la direttiva 2012/27/UE sull’efficienza energetica, della direttiva 2010/31/UE, sulla prestazione energetica nell’edilizia, e della direttiva 2002/91/CE relativa al rendimento energetico nell’edilizia. Gazzetta Ufficiale n. 222 23 settembre 2005. ∙ Governo Italiano. 2011. Decreto legislativo 3 marzo 2011, n. 28. Attuazione della direttiva 2009/28/CE sulla promozione dell’uso dell’energia da fonti rinnovabili, recante modifica e successiva abrogazione delle direttive 2001/77/CE e 2003/30/CE. Gazzetta Ufficiale n. 71 del 28 marzo 2011. ∙ Governo Italiano. 2014. Decreto legislativo 4 luglio 2014, n. 102. Attuazione della direttiva 2012/27/UE sull’efficienza energetica, che modifica le direttive 2009/125/CE e 2010/30/UE e abroga le direttive 2004/8/CE e 2006/32/CE. Gazzetta ufficiale n. 165 del 18 luglio 2014. ∙ Unione Europea. 2018. Directive (EU) 2018/2001 of the european parliament and of the council of 11 December 2018, on the promotion of the use of energy from renewable sources. Official Journal of the European Union L 328/82 del 21 dicembre 2018. ∙ MiSE. 2020. Piano Nazionale Integrato Energia e Clima. Pubblicato dal Ministero dello Sviluppo economico sul proprio sito il 21 gennaio 2020. ∙ Governo Italiano. 2021. Governance del Piano nazionale di ripresa e resilienza e prime misure di rafforzamento delle strutture amministrative e di accelerazione e snellimento delle procedure. D.L. 31 maggio 2021, n. 77. Gazzetta Ufficiale n. 129 del 31 maggio 2021. ∙ Piterà L.A. 2019. Pronta la revisione dell’Allegato III del D.L.gs 28/11. AiCARR Journal, 56, 20-22.
16
#70
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Refrigerazione
Sistemi water-loop
self-contained per la refrigerazione commerciale Quando conviene utilizzare il chiller, il dry-cooler o il wet-cooler? I risultati dell’analisi sperimentale di un impianto WLSC G. Bagarella, R. Lazzarin, M. Noro*
18
#70
grandi potrebbero superare i 5 milioni di
(WLSC). In tale tipologia di impianto, ogni banco è dotato
kWh [6]. Alcuni studi [7] hanno stimato che
del proprio compressore e condensatore. La potenza ter-
il 50% del consumo di energia elettrica
mica di ciascun banco viene ceduta a un anello d’acqua.
in un supermercato è dovuto al sistema
Come già evidenziato dagli autori [10], utilizzando com-
di refrigerazione, determinando quindi
pressori ottimizzati per il funzionamento a velocità varia-
una grande quantità di emissioni di CO2
bile (con motori brushless in corrente continua e inverter
sia dirette che indirette.
ad alta efficienza), un impianto WLSC può consentire una
Tale consumo può essere ridotto
riduzione di consumo elettrico del 16% su base annua
controllando opportunamente i valori
rispetto a un sistema multiplex tradizionale. Inoltre, i cal-
di alcuni parametri ambientali: ad esem-
coli hanno dimostrato che si può ottenere una riduzione
pio, una riduzione del valore di tempera-
del TEWI del 56%-58% in 15 anni grazie alla drastica ridu-
tura o di umidità relativa riduce il carico
zione sia della carica di refrigerante che delle relative per-
di refrigerazione dei banchi di media e
dite percentuali annue.
bassa temperatura, così come il tempo
In effetti, la stessa analisi ha dimostrato che i sistemi
di funzionamento delle resistenze elet-
WLSC hanno anche alcuni aspetti critici che meritano
triche antiappannamento delle vetrine.
approfondimento. Il principale è che sono necessari due
Un ulteriore intervento può riguardare
cicli di refrigerazione (in serie) quando viene attivato il
alcune apparecchiature ausiliarie (ad
refrigeratore dell’anello d’acqua (questo di solito accade
esempio installando ventilatori di raf-
quando la temperatura esterna è elevata). Il primo ciclo
freddamento efficienti o apparecchi
avviene all’interno del banco frigorifero, il secondo nel
luminosi a LED al posto delle lampade
chiller stesso.
alogene nei banchi), oppure un miglio-
In questo articolo vengono analizzate le prestazioni
ramento dell’isolamento termico dei
di un sistema WLSC di piccole dimensioni. In particolare,
banchi frigo.
vengono confrontate tre diverse modalità operative di
Altre possibili riduzioni dei consumi
raffreddamento dell’anello d’acqua, sia dal punto di vista
energetici possono essere ottenute tra-
energetico che economico. La prima modalità implica l’at-
mite l’utilizzo di sistemi di refrigerazione
tivazione del refrigeratore dell’anello d’acqua. La seconda
innovativi. Tali sistemi possono non solo
alternativa prevede l’utilizzo del solo dry-cooler. Infine,
operare con una maggiore efficienza,
nella terza soluzione si considera l’utilizzo di un umidifi-
ma anche ridurre la carica di refrigerante
catore adiabatico che consente lo sfruttamento del feno-
[8] (che in molti supermercati esistenti
meno del raffrescamento evaporativo alla batteria del
può arrivare fino a 3.000 kg [9]) e le rela-
dry-cooler (cosiddetto wet-cooler).
tive perdite (fino al 30% annuo [5]). La configurazione tipica di un sistema di
METODOLOGIA
refrigerazione tradizionale prevede bat-
Al fine di stabilire le prestazioni del sistema con il chil-
terie ad aria a espansione diretta come
ler attivato (prima alternativa) e con il solo dry-cooler
agenzia internazionale per l’energia
evaporatori. Compressori (e conden-
(seconda alternativa), sono state effettuate diverse prove
(IEA) riporta che il 3-5% del consu-
satori) sono situati in una sala mac-
sull’impianto sperimentale WLSC di piccola taglia descritto
mo totale di elettricità nei paesi
chine tipicamente sul retro o sul tetto,
nella sezione successiva. Per analizzare la possibilità di sfrut-
industrializzati proviene dai supermercati
e hanno una comune linea di aspira-
tare il fenomeno del raffrescamento evaporativo (terza
[1]-[5], individuandoli come i maggiori uti-
zione e collettori di mandata (sistemi
alternativa) è stato utilizzato un modello semplificato di
lizzatori di energia nel settore commerciale.
multiplex). Ne consegue che si tratta
umidificatore adiabatico. Infine, basandosi sia sulle regres-
Un supermercato di 300 m2 di superficie
di sistemi in cui è in circolazione una
sioni delle prestazioni dell’impianto reale (prima e seconda
di vendita, una dimensione molto comu-
grande quantità di refrigerante.
alternativa) sia sul modello semplificato (terza alternativa),
L’
ne, può richiedere circa 2 milioni di kWh
Una delle soluzioni innovative è
è stata simulata la prestazione energetica stagionale delle
di elettricità all’anno. I supermercati più
il sistema water-loop self-contained
tre soluzioni considerando due climi diversi tipici euro-
#70 19
pei: un clima mite-secco (Carpentras, Francia), e un clima mite-umido (Venezia, Italia).
Set-up sperimentale L’impianto sperimentale WLSC di piccole dimensioni considerato è stato progettato per simulare le prestazioni di un vero e proprio sistema di refrigerazione autonomo ad anello d’acqua. Come illustrato in Figura 1 e Figura 2, ci sono quattro banchi a media temperatura (medium temperature, MT) e due a bassa temperatura (low temperature, LT). Ogni banco è dotato di compressore a velocità variabile, condensatore a piastre e valvola di espansione elettronica. La potenza termica di condensazione dei banchi
FIGURA 1 Schema del sistema di refrigerazione sperimentale WLSC funzionante con il chiller a media temperatura (MT chiller) attivato
LT viene ceduta a un primo circuito ad acqua, che viene sempre raffreddato dal chiller LT. La potenza termica sia dei banchi MT che del chiller LT viene ceduta a un secondo anello d’acqua, che può essere raffreddato in due diverse modalità. Nella prima modalità operativa il chiller MT risulta attivato (Figura 1). Esso, quindi, raffredda il secondo anello d’acqua, trasferendo la potenza termica dell’intero impianto a un terzo anello d’acqua, raffreddato dal dry-cooler. Ne discende che, quando il chiller MT è attivo, la temperatura dell’acqua agli ingressi dei banchi MT non dipende dalla temperatura esterna, ma solo dal set-point del chiller stesso (20 °C durante i test). Nella seconda modalità operativa il chiller MT viene by-passato, e il secondo anello d’acqua viene raffreddato direttamente dal dry-cooler (Figura 2). In questo caso, la temperatura dell’acqua agli ingressi dei banchi MT dipende
FIGURA 2 Schema del sistema di refrigerazione sperimentale WLSC funzionante con il solo dry-cooler (il refrigeratore MT è by-passato)
certamente dalla temperatura esterna Text. Quando questa aumenta, l’EER dei banchi diminuisce. I dati relativi ai banchi e ai refrigeratori MT e BT sono riportati in [11], insieme alla descrizione della procedura di prova. Per ragioni di brevità, qui vengono discussi solo i risultati dei test. Il consumo elettrico complessivo dell’impianto e la relativa ripartizione sono rappresentati in Figura 3. La potenza elettrica totale richiesta dall’impianto con il refrigeratore MT attivato (prima alternativa), quando Text = 25 °C e Text = 30 °C, è molto superiore (26,7% e 17,9% rispettivamente) rispetto al caso con il refrigeratore MT disattivato (seconda alternativa). Il motivo è che la maggiore potenza elettrica richiesta sia dal chiller che dalle pompe MT (è necessaria una pompa in più, come in Figura 1 e Figura 2) non è compensata dal migliore EER dei banchi MT. Il punto di pareggio è a una temperatura esterna di circa 35 °C, quando la 20
#70
FIGURA 3 Consumi elettrici totali dell’impianto WLSC e consumi dei singoli elementi per tre diverse temperature esterne quando il sistema funziona utilizzando il solo dry-cooler (come in Figura 2) o con il chiller MT attivato (come in Figura 1)
nell’aria all’ingresso del dry-cooler (che diventa quindi un wet-cooler), riducendone la temperatura in misura maggiore quanto più lontana essa si trova dalle condizioni di saturazione. Sono disponibili diversi tipi di umidificatori adiabatici, come lavatori adiabatici, umidificatori centrifughi e umidificatori ad atomizzazione. Qui si considera quest’ultimo modello, costituito da ugelli che producono uno spray di goccioline d’acqua con diametro estremamente piccolo (dell’ordine di 10-20 μm) grazie all’energia ceduta all’acFIGURA 4
qua da una speciale pompa volumetrica che mantiene
Esempi di umidificatori adiabatici installati agli ingressi del dry-cooler
una pressione di 40 – 70 bar agli ingressi degli ugelli stessi (Figura 4). In tal modo, le gocce vengono spruzzate contro il flusso d’aria, evaporando per lo più prima di depositarsi sulle alette delle batterie di scambio termico. In Figura 5 viene riportato un diagramma di flusso sem-
Text , φ
xin H , xsat
εH
xout H
εDC
Ta out H
Tw RL in
Pc RL
plificato di questa alternativa. La temperatura esterna Text e
Correlation
l’umidità relativa esterna φ sono gli input dell’algoritmo,
Pel RL
Tw RL out
banchi della linea frigorifera (Pel RL).
Correlation
Tw RL out*
che permette la stima della potenza elettrica assorbita dai
is equal to?
Assumed
Diagramma di flusso per il calcolo delle prestazioni del sistema funzionante con un umidificatore adiabatico installato all’ingresso del dry-cooler FIGURA 5
Text e φ (input) consentono il calcolo dell’umidità specifica all’ingresso dell’umidificatore adiabatico (xin H) e dell’umidità specifica dell’aria satura attraverso un processo di umidificazione adiabatica (xsat). Se si assume un’efficienza di saturazione εH costante (un valore ragionevole per un atomizzatore è compreso tra 0,6 e 0,8 in funzione della pressione all’ingresso degli ugelli [12]), è possibile calcolare
differenza tra i consumi elettrici dei due
a 35 °C, deve obbligatoriamente preve-
l’umidità specifica e la temperatura dell’aria all’uscita dell’u-
sistemi è sostanzialmente trascurabile.
dere l’installazione del refrigeratore MT.
midificatore (ingresso del dry-cooler) (xout H e Ta out H). L’effi-
Le analisi svolte hanno mostrato che
Sulla base delle potenze elettriche
cienza del dry-cooler εDC (con ventilatori funzionanti alla
la principale richiesta di energia elet-
riportate in Figura 3 e su altri risultati
velocità massima quando Text > 20 °C) stimata sperimen-
trica del sistema è dovuta all’attivazione
riportati in [11], sono state determinate
talmente [11], può essere utilizzata per calcolare la tempe-
del refrigeratore MT a causa delle diffe-
le correlazioni che descrivono sia i con-
ratura dell’acqua all’uscita del dry-cooler (cioè all’ingresso
renze di temperatura aggiuntive intro-
sumi elettrici di ciascun componente
della linea frigorifera, Tw RL in) una volta assunto un valore
dotte sia al condensatore che all’evapo-
del sistema che i carichi di raffredda-
per la temperatura dell’acqua all’ingresso del dry-cooler
ratore dell’unità.
mento dei banchi.
(quindi all’uscita della linea frigorifera, Tw RL out*).
Inoltre, l’impianto sperimentale utilizzato nelle prove non poteva essere testato utilizzando il solo dry-cooler
Sfruttando le correlazioni ottenute come descritto
Modello semplificato dell’umidificatore adiabatico
in [11], è possibile calcolare il carico frigorifero (Pc RL) e la potenza elettrica assorbita (Pel RL) da ciascun banco MT e dal
quando la temperatura esterna fosse
Nella terza alternativa il sistema
refrigeratore LT. Infine, è possibile calcolare la temperatura
stata superiore a 35 °C, poiché nei ban-
WLSC funziona come in Figura 2 (chil-
dell’acqua all’uscita della linea frigorifera (Tw RL out) e confron-
chi MT sarebbe risultata una tempera-
ler MT by-passato), ma sfrutta il feno-
tarla in un ciclo iterativo con quella ipotizzata (Tw RL out*). Inol-
tura di condensazione troppo elevata.
meno del raffreddamento evaporativo
tre, conoscendo xin H e xout H, è possibile stimare la quantità di
Di fatto, l’impianto WLSC installato in
grazie all’installazione di un umidifica-
acqua evaporata nell’umidificatore, dato che la portata di
un clima caratterizzato da una tempe-
tore adiabatico (Figura 4). Questo con-
massa dell’aria è stata misurata [11]. Si è considerato infine
ratura esterna massima annua superiore
sente l’evaporazione diretta dell’acqua
un rapporto di assorbimento (rapporto tra la portata d’ac-
#70 21
qua effettivamente assorbita dal flusso d’aria e la portata spruzzata dagli ugelli) cautelativamente pari a 0,75 [12]. A differenza di altri modelli di umidificatore, tale valore per un atomizzatore è sufficientemente alto da rendere accettabile il funzionamento scaricando l’acqua in eccesso, quindi senza necessità di ricircolo (con tutti i relativi vantaggi in termini di manutenzione e aspetti sanitari). La portata d’acqua spruzzata può essere modulata utilizzando una pompa a velocità fissa e variando il numero di ugelli, oppure utilizzando una pompa a velocità variabile e un numero fisso di ugelli. Quest’ultima soluzione è stata qui considerata in quanto consente un risparmio energetico quando si deve modulare la portata d’acqua
FIGURA 6 Energia elettrica assorbita da ogni componente del sistema WLSC funzionante nei tra casi considerati: con il refrigeratore di media temperatura attivato, solo dry-cooler, sfruttando il fenomeno del raffreddamento evaporativo (solo wet-cooler)
(la potenza elettrica specifica richiesta dalla pompa può essere valutata in 7 W kg-1 h [12]). Un problema ben noto è dato dal deposito dei minerali contenuti nell’acqua spruzzata sulla superficie delle batterie, ciò che può determinare un calo nel tempo dell’efficienza complessiva del dry-cooler. Il problema è risolvibile con un opportuno trattamento di demineralizzazione dell’acqua, ad esempio a osmosi inversa, la cui potenza elettrica nominale richiesta è stata qui ipotizzata pari a 245 W (quando la portata trattata è di 40 l h-1), come specificato dal costruttore.
RISULTATI Sulla scorta delle regressioni delle prestazioni reali
FIGURA 7 Temperatura esterna (Text), temperatura dell’acqua all’ingresso della linea frigorifera e consumo di energia elettrica quando si utilizza il solo dry-cooler (rispettivamente Tw RL in DC, Pel DC) e quando si sfrutta il fenomeno del raffreddamento evaporativo (rispettivamente Tw RL in EC, Pel EC) durante una giornata estiva (1 luglio) a Carpentras
dell’impianto di prova (prima e seconda alternativa) e del modello semplificato (terza alternativa), sono state simulate le prestazioni energetiche stagionali delle tre soluzioni, considerando sia un clima mite mediamente secco (Carpentras, Francia, Text av = 13,1 °C, φav = 71%), sia un clima
Analisi energetica
oler) è ancora più efficiente dal punto di
La Figura 6 mostra i consumi ener-
vista energetico in quanto porta a un’ul-
getici totali delle tre soluzioni (quando
teriore riduzione del 4% del consumo
Poiché la temperatura minima dell’acqua all’ingresso
Text > 20 °C), nonché il consumo energe-
totale di energia rispetto alla seconda
dei banchi frigo non deve essere inferiore a 20 °C (per evi-
tico di ciascun componente del sistema
alternativa: l’energia elettrica richiesta
tare un rapporto di pressione troppo basso nei banchi
WLSC, considerando il clima di Carpen-
dall’atomizzatore (e dal sistema di trat-
MT), in questo confronto sono state considerate solo tem-
tras (clima mite-secco). La seconda alter-
tamento dell’acqua) è più che com-
perature esterne superiori a 20 °C. Inoltre, in un impianto
nativa (utilizzo del solo dry-cooler) porta
pensata dalla riduzione del consumo
WLSC, quando Text ≤ 20 °C, dovrebbe essere utilizzata solo
a un risparmio di energia elettrica del 7%
elettrico sia del refrigeratore BT che dei
la seconda alternativa (dry-cooler a velocità variabile con
rispetto alla soluzione che prevede l’at-
banchi MT. Tale riduzione viene spiegata
refrigeratore MT spento), come spiegato in [11].
tivazione del chiller MT. Di fatto, la mag-
con l’ausilio della Figura 7. Essa rappre-
Per brevità, i principali risultati energetici ed econo-
giore potenza elettrica richiesta sia dal
senta la temperatura esterna insieme
mici sono qui riportati solo per il clima mite-secco, mentre
chiller che dalle pompe MT non è com-
alla temperatura dell’acqua all’uscita
alcune considerazioni relative al clima mite-umido saranno
pensata dal miglioramento dell’EER dei
del dry-cooler (quindi all’ingresso della
riportate nella parte finale dell’articolo.
banchi MT. La terza soluzione (wet-co-
linea frigorifera, come in Figura 2), e il
mite ma mediamente più umido (Venezia, Italia, Text av = 13,1 °C, φav = 80%).
22
#70
TABELLA 1
condensazione troppo elevate nei banchi MT. Anche se
Costi iniziali di investimento considerati nell’analisi economica Chiller MT (1ª alternativa)
Dry-Cooler (2ª alternativa)
Raffreddam. Evapor. (3ª alternativa)
6600
6600
0
Atomizzatore (€)
0
0
1700
Sistema trattamento acqua (€)
0
0
1350
6600
6600
3050
Chiller MT (€)
Investimento totale (€)
questa attivazione ha scarsi effetti in termini di consumo energetico annuo (si tratta di un assorbimento annuo di appena 11 kWh), le implicazioni sulla progettazione dell’impianto sono rilevanti, in quanto l’installazione del refrigeratore MT non può essere evitata. La temperatura massima annua dell’acqua in ingresso alla linea frigorifera si abbassa invece a 26,7 °C quando si sfrutta il fenomeno del raffreddamento evaporativo. Ciò significa che, se è installato un umidificatore adiabatico, il refrigeratore MT non è più necessario.
Analisi economica È stata effettuata anche una breve analisi economica delle alternative, considerando i costi di investimento (stimati in base ai cataloghi dei produttori) riportati nella Tabella 1. Non si sono considerati gli esborsi relativi all’acquisto di altri componenti (pompe, dry-cooler, banchi, refrigeratore BT, ecc.), in quanto comuni a tutte le alternative. Inoltre, i costi ipotizzati per l’energia elettrica e l’acqua Costi incrementali scontati del sistema WLSC funzionante nei tre casi considerati: con il refrigeratore MT attivato, solo dry-cooler, solo wet-cooler FIGURA 8
sono rispettivamente di 15 c€ kWh-1 e 63 c€ m-3, valori relativi al periodo in cui lo studio è stato svolto [13]. La Figura 8 illustra il flusso di cassa scontato incrementale delle alternative, considerando un tasso di interesse del 5%. Gli esborsi relativi ai costi operativi fanno riferimento a
consumo elettrico totale dell’impianto
perature dell’acqua è inferiore, dato che
un funzionamento continuativo dell’impianto, dato che si
durante una giornata estiva (1 luglio)
la differenza di temperatura tra aria non
tratta di un impianto di refrigerazione commerciale. Consi-
a Carpentras. Sono rappresentate solo
satura e aria satura diminuisce al dimi-
derando un periodo di dieci anni, la soluzione che prevede
la seconda (solo dry-cooler) e la terza
nuire della temperatura dell’aria stessa.
l’utilizzo del solo dry-cooler (seconda alternativa) consente
alternativa (sfruttamento del raffred-
Inoltre, quando Text è prossima ai
una riduzione del 5% del costo totale rispetto alla prima
damento evaporativo). La temperatura
20 °C (es. 20 °C < Text < 24 °C), la portata
alternativa (attivazione chiller MT). Ciò è dovuto esclusiva-
dell’acqua valutata all’uscita del dry-co-
d’acqua nebulizzata dagli ugelli deve
mente alla riduzione dell’energia elettrica richiesta dall’im-
oler è molto più bassa quando si sfrutta
essere modulata per evitare che la tem-
pianto. La terza alternativa, invece, porta a una riduzione
il fenomeno del raffreddamento evapo-
peratura dell’acqua all’ingresso della
del 20% del costo totale, dovuto in parte alla riduzione
rativo. Ciò significa una minore tempe-
linea frigorifera (Tw RL in EC) possa essere
dell’energia elettrica richiesta, ma soprattutto alla riduzione
ratura dell’acqua in ingresso alla linea fri-
inferiore a 20 °C. Ciò implicherebbe
dell’investimento iniziale (Tabella 1).
gorifera, determinando minori pressioni
infatti un rapporto di pressione troppo
di condensazione, quindi maggiori EER
basso sia nei banchi MT che nel chiller LT.
e minori consumi di energia elettrica sia
Infine, le simulazioni mostrano
Le simulazioni sono state eseguite anche considerando
dei banchi MT che del chiller LT. Que-
che la temperatura massima annuale
un clima mite-umido (Venezia). Anche in questo caso, la
sto è il motivo per cui la differenza del
dell’acqua all’ingresso della linea frigo-
seconda alternativa (utilizzo del solo dry-cooler) consente
consumo di energia nelle due alterna-
rifera (Tw RL in) è di 36,7 °C nella seconda
un risparmio di energia elettrica del 6% rispetto alla solu-
tive segue da vicino la differenza tra le
alternativa (solo dry-cooler). Ciò signi-
zione che prevede l’attivazione del chiller MT.
temperature dell’acqua all’ingresso della
fica che a volte il refrigeratore MT deve
La terza configurazione (wet-cooler) è maggiormente
linea di refrigerazione. Per valori di Text
essere attivato (quando Text > 35 °C,
influenzata dalla maggiore umidità media rispetto all’al-
inferiori, anche la differenza tra le tem-
come in [11]) per evitare pressioni di
tro clima, determinando vantaggi energetici rispetto alla
Risultati con un altro clima
#70 23
seconda alternativa decisamente inferiori (1,6%). Da un
clima più secco la soluzione che prevede
gior vantaggio è la possibilità di evitare
punto di vista economico, tuttavia, tale soluzione è da
lo sfruttamento del fenomeno del raffre-
l’acquisto del refrigeratore MT.
preferirsi anche in questo caso. Infatti, in dieci anni, porta
scamento evaporativo (wet-cooler) porta
a una riduzione del 15% del costo totale rispetto all’utilizzo
ad apprezzabili risparmi energetici (4%)
* Giacomo Bagarella, Aermec SpA
del solo dry-cooler. Tale riduzione dei costi non è dovuta
rispetto all’alternativa che prevede l’uti-
Renato Lazzarin, Università degli
al risparmio energetico (che, come già detto, è trascura-
lizzo del solo dry-cooler.
bile), ma alla possibilità di evitare l’installazione del refrigeratore MT.
CONCLUSIONI
Dal punto di vista economico,
Studi di Padova – Ex Presidente AiCARR
la soluzione con wet-cooler risulta
Marco Noro, Università degli Studi di
migliore delle altre alternative in
Padova – Membro del Consiglio
entrambi i climi, dato che il suo mag-
Direttivo AiCARR
L’analisi qui riportata riguarda le prestazioni di un sistema WLSC di piccole dimensioni operante in tre diverse modalità: con il refrigeratore di media temperatura attivato; con il refrigeratore disattivato e carico termico dell’impianto frigorifero smaltito dal solo dry-cooler; come la precedente ma sfruttando il fenomeno del raffreddamento evaporativo al
RINGRAZIAMENTI
Questo lavoro è stato realizzato nell’ambito di un programma di ricerca tra Università degli Studi di Padova e Carel Industries. Gli autori ringraziano Carel Industries (in particolare l’ing. Nalini, l’ing. Lamanna e l’ing. Ferrarese) per i suggerimenti e per aver permesso la pubblicazione di alcuni risultati della ricerca.
fine di diminuire ulteriormente la temperatura dell’anello d’acqua. Sulla base di numerosi test sperimentali e basandosi su un algoritmo che permette di stimare le prestazioni della terza alternativa, sono state svolte delle simulazioni stagionali considerando due diversi climi (mite-secco e mite-umido). La principale conclusione è che, in entrambi i climi considerati, l’uso del solo dry-cooler risulta sempre preferibile rispetto all’utilizzo del chiller a media temperatura, sia dal punto di vista energetico che economico. Solo per il
SIMBOLI E ACRONIMI
av DC EER LT MT Pc Pel RL Ta out H Text Tw DC in Tw DC out Tw RL in Tw RL out TEWI WLSC x in H x out H x sat φ εH εDC
24
valore medio annuo dry-cooler energy efficiency ratio linea frigorifera a bassa temperatura linea frigorifera a media temperatura resa frigorifera (kW) potenza elettrica (kW) linea frigorifera temperatura dell’aria in uscita dall’umidificatore (°C) temperatura dell’aria esterna (°C) temperatura dell’acqua all’ingresso del dry-cooler (°C) temperatura dell’acqua all’uscita del dry-cooler (°C) temperatura dell’acqua all’ingresso della linea frigorifera (°C) temperatura dell’acqua all’uscita della linea frigorifera (°C) total equivalent warming impact (kgCO2) water-loop self-contained system umidità specifica all’ingresso dell’umidificatore (g kg-1) umidità specifica all’uscita dell’umidificatore (g kg-1) umidità specifica dell’aria satura (g kg-1) umidità relativa efficienza di saturazione dell’umidificatore efficienza del dry-cooler
#70
RIFERIMENTI
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Riqualificazione impiantistica
Ampliamentoe ristrutturazione di una galleria commerciale L’intervento, effettuato presso il centro polifunzionale del Lingotto, a Torino, dimostra come la sfida dell’inserimento di impianti moderni in edifici esistenti, può essere vinta anche grazie a una stretta collaborazione fra impresa esecutrice, direzione lavori e committenza G. Bo, F. Lamberti*
L
a ristrutturazione del Lingotto, prima storica fabbrica
costituisce per la nostra società tra i primi
della Fiat, ha costituito negli anni passati uno dei più
significativi lavori su larga scala, portato a
L’ideazione del Lingotto risale al
importanti interventi della città di Torino e ha ridato
termine con successo grazie all’impegno
1915: esso fu pensato secondo principi
vita al quartiere che porta il nome della fabbrica stessa. Essa
del prof. Marco Filippi e dell’ ing. Massi-
di organizzazione del lavoro con al cen-
26
#70
mo Rapetti”.
Piano primo della galleria commerciale prima dei lavori di ristrutturazione
Installazione delle nuove scale mobili all’interno del nuovo volume a doppia altezza
A partire dal 2018, a seguito del cambio di proprietà di tale galleria, è stato progettato e realizzato un importante intervento di rifunzionalizzazione e rebranding, comprendente l’ampliamento della superficie di vendita la e ristrutturazione delle parti già esistenti per un totale di circa 18.000 m2 interessati dalle lavorazioni. Tale ampliamento è stato reso possibile andando a occupare spazi non utilizzati nella cosiddetta “Corte IV” a piano primo e del “Padiglione 5” a piano terra, quest’ultimo fino a quel momento utilizzato per attività fieristiche fra cui il Salone del Libro di Torino. Il
Lavori di demolizione del solaio esistente
più significativo intervento edile di tale ristrutturazione è costituito nella creazione, al piano terra, di una corte a doppia altezza ottenuta grazie alla demolizione di una
tro la funzionalità produttiva e realizzato
fino al 1982. Dopo la sua dismissione nel
porzione del solaio esistente al centro del piano primo: in
con tecniche di costruzione molto inno-
1985 venne preparato, a cura dell’archi-
questo modo anche al piano terra è stato possibile garanti-
vative secondo il modello di analoghi
tetto Renzo Piano, un lungo progetto
re illuminazione naturale proveniente da coperture vetrate,
stabilimenti dell’epoca. Le rampe elicoi-
di ristrutturazione che comprendeva
e ricavare lo spazio necessario per installare tre “medie
dali di salita e discesa verso la copertura,
diverse funzioni: un centro esposizioni,
superfici” (aree di vendita superiori ai 1000 m2) che prima
dove si trova una pista di prova per au-
un centro congressi, un auditorium, due
non erano presenti nella galleria commerciale.
tomobili recentemente trasformata in
hotel, un centro servizi, vari uffici direzio-
I lavori in Corte IV si sono conclusi al termine del 2020,
giardino pensile, sono riportate in diversi
nali, e una galleria commerciale dedicata
a cui è seguito un periodo di ulteriori lavorazioni per la
libri della storia dell’architettura. Lo stabi-
interamente allo shopping, con negozi,
realizzazione dalla parte opposta dell’edificio di una Food
limento rimase in funzione e produttivo
bar, ristoranti e cinema.
Court, essa aperta a luglio 2021.
#70 27
Gli impianti di climatizzazione: linee guida progettuali e vincoli
• presenza di vincolo architettonico sulle facciate dell’edificio;
re componenti già esistenti, come ad esempio le unità di trattamento aria del
Le linee guida per la progettazione degli impianti di
• percorrenze orizzontali e verticali non
piano primo come nel seguito precisato,
climatizzazione a servizio dell’ampliamento della galleria
modificabili e in alcuni punti forte-
e dell’altra è stato necessario trovare
hanno tenuto conto di parametri da una parte consueti,
mente occupate da impianti preesi-
delle soluzioni che limitassero e dimi-
come ad esempio l’efficientamento energetico e il mi-
stenti;
nuissero l’utilizzo di energia frigorifera
glioramento del confort, e dall’altra di vincoli particolari e contestualizzati:
• impianti di produzione dell’energia frigorifera ormai saturati dalle utenze esistenti e che avevano già in passato presentato problemi di controllo delle temperature di mandata dell’acqua refrigerata;
FIGURA 1
Gli impianti di climatizzazione delle superfici di vendita Per le superfici di vendita a piano terra e per parte di quelle al piano pri-
• impianti di distribuzione aria — pri-
mo è stato realizzato un impianto ad
maria e a tutt’aria — a servizio par-
anello idronico WLHP (Water Loop Heat
ziale della galleria commerciale, ma
Pump). L’impianto si articola principal-
di proprietà del Consorzio Lingotto
mente in una serie di unità a pompa
che gestisce l’intero comprensorio e
di calore acqua/aria, dislocate nei vari
quindi non modificabili nell’ambito di
ambienti di vendita, alimentate da un
un intervento interessato da un unico
unico anello idronico comune a tutte
membro di tale Consorzio.
le unità. Esso assolve al compito di tra-
Questi due ultimi punti in particola-
sferire carico termico dalle unità che
re hanno caratterizzato la strategie e le
necessitano di raffreddare a quelle che
scelte impiantistiche di progetto: da una
contemporaneamente necessitano di
parte infatti è stato necessario riutilizza-
riscaldare di modo che una delle due
Schema funzionale di principio della centrale tecnica dell’anello idronico
Particolare installazione scambiatori di calore nella nuova centrale tecnica
28
sulle centrali esistenti.
#70
Torri evaporative durante la fase di installazione, precedentemente alla posa della barriera acustica di protezione
energie risulti essere fornita gratuitamente, al netto dei costi degli ausiliari di pompaggio. Tale carico termico è incrementato dal calore dell’equivalente termico del lavoro del compressore delle unità, che quindi viene a sua volta riutilizzato per il riscaldamento. La temperatura dell’acqua che circola nell’anello viene mantenuta in una fascia compresa fra +10 °C e +35 °C. Qualora la temperatura superi il valore massimo, il calore in eccesso è smaltito all’esterno mediante raffreddatori evaporativi (torri di raffreddamento di tipo chiuso). Nel caso opposto in cui la temperatura scenda al di sotto del valore minimo, l’integrazione di calore sull’anello è effettuata mediante uno scambiatore di calore il cui circuito primario è collegato alla rete di acqua calda dell’intero comprensoEsempio di installazione di unità interna tipo VRV con condensazione ad acqua
rio, a sua volta alimentata dalla rete di teleriscaldamento cittadino. La circolazione all’interno dell’anello è garantita da pompe a velocità variabile: le tubazioni sono concepite secondo un circuito ad anello inverso al fine di facilitare il bilanciamento del circuito. Si veda la Figura 1. La circolazione dell’acqua dell’anello è stata realizzata con una stazione di scambio termico e pompaggio ubicata al piano interrato, mentre le torri evaporative sono state poste nel piazzale antestante il comprensorio, protette dall’esterno mediante una griglia acustica fonoassorbente che ne limita l’impatto sulla zona circostante. Il passaggio delle tubazioni di collegamento tra le torri e la centrale di pompaggio è risultato particolarmente complesso e definito in base a i molti vincoli edili presenti in un: • per il primo tratto a soffitto dell’autorimessa interrata all’interno dell’ingombro dei canali di estrazione gas
FIGURA 2
Schema funzionale di principio dell’allaccio delle unità interne delle unità di vendita
di scarico, al fine di mantenere inalterato lo spazio di transito per le auto; • per il secondo tratto a soffitto del piano interrato nelle aree consortili, con successivo ingresso nel locale pompaggio e scambio termico ubicato a piano interrato; Il transito delle tubazioni da piano interrato a piano primo è stato invece effettuato in forometrie esistenti liberate da impianti precedentemente dedicate al Padiglione 5 e non più utilizzati. All’interno delle superfici di vendita è stata prevista la possibilità di installare, a carico dell’affittuario: • piccole superfici: unità a pompa di calore del tipo VRV con condensazione ad acqua; • medie superfici: unità a pompa di calore a solo ricircolo,
Stacco valvolato per unità di vendita in fase di ultimazione
installate nel controsoffitto dei negozi stessi.
#70 29
Ogni derivazione verso i negozi è dotata di valvole di intercettazione, di valvola di regolazione del tipo pressure independent e un contabilizzatore di energia (Figura 2). Al piano primo, per motivi costruttivi e legati ai vincoli strutturali dell’edificio esistente, alcune delle unità di vendita sono rimaste invece collegate alla rete di distribuzione acqua calda e refrigerata derivata dalle centrali termiche
FIGURA 3
Schema funzionale di principio delle unità di trattamento aria per le unità di vendita
e frigorifere esistenti. L’aria primaria a servizio delle unità di vendita del piano terra viene fornita mediante due unità di trattamento aria di nuova fornitura, dotate di ventilatori di tipo plug-fan a portata variabile (Figura 3). La loro funzione è esclusivamente di ricambio aria, e pertanto non è presente alcuna batteria al loro interno. Le UTA sono state dotate tuttavia di recuperatore aria-aria del tipo “a piastre” per il recupero del calore dell’aria espulsa. La temperatura dell’aria dopo la sezione di recupero non corrisponde — come ovvio — alla temperatura dell’aria degli ambienti. Al fine di tenerne conto nei calcoli di dimensionamento dell’impianto, essa è stata calcolata nelle condizioni di progetto e con rapporto portata di ripresa su portata di mandata pari a circa 70%, e rapporto di temperatura del recuperatore pari a 82%. In tali condizioni la temperatura a valle della sezione di recupero risulta, pari a: • 15 °C in inverno con aria esterna a -8 °C, a fronte di una
Unità di trattamento aria installata nei locali tecnici del mezzanino
temperatura interna di 20 °C; • 27 °C in estate con aria esterna a +32 °C, a fronte di una temperatura interna di 25 °C; A piano primo invece sono state riutilizzate delle unità di trattamento aria esistenti, di proprietà del Consorzio e quindi come anticipato non modificabili nell’ambito di un progetto legato alla sola galleria commerciale. Si veda Figura 4. Al suo interno, ogni unità commerciale è dotata di uno o più stacchi di aria primaria, ognuno dei quali dotato di una serranda di regolazione del tipo VAV funzionante a portata costante e definita in base alle dimensioni del negozio, regolata tramite BMS gestito dal Consorzio e non modificabile dall’affittuario. Le serrande di regolazione, sempre coadiuvate da un silenziatore interposto fra essa e l’unità di vendita, hanno inoltre la funzione di misurare la portata di aria complessivamente consumata da ogni unità ai fini della contabilizzazione dei consumi dell’energia elettrica dei ventilatori delle UTA. Si veda Figura 5. La mandata dell’aria primaria è prevista — a seconda 30
#70
FIGURA 4
Schema funzionale di principio degli impianti di climatizzazione a servizio delle unità di vendita
della dimensione dell’unità di vendita — realizzata mediante uno o più derivazioni. La ripresa dell’aria è invece sempre suddivisa fra unità di vendita e servizi igienici a essa asserviti. Al fine di non sbilanciare troppo gli impianti di ventilazione, è stato richiesto come dato vincolante nella realizzazione degli impianti di ventilazione a valle dei silenziatori delle serrande di mandata che le perdite di carico non superino il valore di 150 Pa per le medie superifici, mentre per quelli di piccolo taglio tale valore è pari a 70 Pa. Per le perdite di carico a valle del silenziatore della cassetta VAV di ripresa è stato richiesto di non superare il valore di 100 Pa. Si veda Figura 6. Estratto dai documenti di progetto riportante l’installazione delle serrande di regolazione su mandata e ripresa. Si evidenzia la posizione delle VAV rispetto al silenziatore, studiata in modo tale da garantire le distanze di rispetto prescritte dal fornitore rispetto al senso di percorrenza dell’aria FIGURA 5
Nei servizi igienici delle unità di vendita è stato previsto un impianto a radiatori derivato da una nuova rete dedicata e sottesa alla rete di riscaldamento del comprensorio. Ogni servizio igienico è dotato di contabilizzatore di calore, elettrovalvola e valvole di intercettazione, poste nel controsoffitto, e ogni radiatore di valvola di regolazione termostatica.
Gli impianti di climatizzazione della galleria Per la galleria principale è stata prevista la realizzazione di un impianto di condizionamento del tipo a tutt’aria. Esso è costituito come da Figura 7. • All’interno di locali tecnici posti in un mezzanino fra piano terra e piano primo sono state installate due nuove unità di trattamento aria alimentate dalla rete di acqua calda e refrigerata di comprensorio. La diffusione dell’aria da tali unità è stata effettuata a soffitto del piano terra, con mandata all’interno della nuova corte centrale, mediante Installazione delle condotte aerauliche con particolare degli stacchi con serrande di regolazione VAV
ugelli a lunga gittata con elemento termostatico. La ripresa è invece effettuata mediante griglie di ripresa poste in prossimità degli stessi locali tecnici; • all’interno di locali tecnici posti al piano primo sono state riutilizzate delle unità di trattamento aria esistenti, anch’esse di proprietà del Consorzio e per motivi analoghi a quanto già specificato per le unità di vendita non modificabili. La diffusione dell’aria è stata invece completamente rivista, ed è effettuata mediante griglie lineari poste sulla veletta soprastante le vetrine dei negozi del piano primo. La ripresa è invece effettuata mediante griglie poste sulla galleria esistente. La fase di commissioning degli impianti di climatizzazione della galleria ha presentato alcune criticità legate all’elevata altezza della corte centrale, pari a poco meno
FIGURA 6
Schema funzionale di principio degli impianti di ventilazione a servizio delle unità di vendita
di 13 m. Sono stati infatti riscontrati i seguenti problemi:
#70 31
• forte stratificazione di aria in fase di riscaldamento, con evidenti ed elevate differenze di temperatura fra piano terra e primo (effetto camino); • funzionamento non uniforme di alcuni ugelli con elemento termostatico, con ugelli che contemporaneamente si posizionavano direzionati verso l’alto (regime di raffrescamento) e verso il basso (regime di riscaldamento) a causa di temperature di mandata dell’aria delle due unità di trattamento aria di nuova installazione non coordinate fra loro. Al fine di risolvere queste problematiche, sono state operate le seguenti azioni: • modifica e differenziazione delle temperature di set-point impostate sulle sonde presenti a piano terra da quelle installate a piano primo, alzando di +2 °C la temperatura di set-point am-
FIGURA 7
Schema funzionale di principio degli impianti di climatizzazione a servizio della galleria
biente in riscaldamento e impostando un limite di minima temperatura -2 °C al di sotto della temperatura di set point delle sonde a piano primo di modo tale da limitare la sensibilità del sistema alle variazioni di temperatura anche repentine a piano primo (variazioni dovute all’effetto camino e alle vetrate di copertura); • conferma dei valori di set-point ambiente in raffrescamento, regime che non ha presentato problematiche; • armonizzazione nella regolazione della temperatura di mandata aria su entrambe le UTA a piano terra in funzione della media delle temperature misurate contemporaneamente e continuamente sulle griglie di ripresa di entrambe le unità di trattamento aria.
32
Particolare installazione ugelli prima della fase di commissioning
#70
Le problematiche relative al rispetto delle prescrizioni antisismiche di norma Uno dei temi più complessi rilevati nel corso dei lavori è stato quella relativo alla progettazione e alla realizzazione di staffaggi delle distribuzioni impiantistiche tali da rispettare le più recenti e vigenti disposizioni legislative in materia di protezione antisismica per elementi non strutturali. In altre parole tale complessità è dovuta alla necessità di realizzare staffaggi di tipo antisismico in un edificio le cui strutture non furono progettate con tale concezione, problema esasperato dalla quasi completa mancanza delle caratteristiche del cemento armato la cui realizzazione risale ai tempi della costruzione del Lingotto (circa 1920) e di come tali caratteristiche si siano modificate nel tempo. Fase di installazione delle griglie sopra le vetrine dei negozi al piano primo
Tale problematica è stata con successo affrontata mediante le seguenti attività: • realizzazione di prove di carico a trazione sulle strutture esistenti, effettuate in contradditorio fra direzione lavori e impresa esecutrice, volte al fine di definire le caratteristiche di portanza del calcestruzzo esistente; • progettazione e dimensionamento di ogni staffa tipologica precedente alla fornitura delle staffe stesse (Figura 8); • verifica di ogni singola staffa e controllo puntuale in fase di montaggio effettuato durante la fase di posa in opera per prevenire imprevisti dovuta alla mancanza di
FIGURA 8
Estratto delle relazione di calcolo di dimensionamento degli staffaggi a opera del fornitore
documenti costruttivi relativi alla struttura.
Conclusioni Le sfide presentate dall’inserimento di impianti moderni all’interno di edifici esistenti, e ancor più se storici o appartenenti al patrimonio storico industriale italiano come quello in oggetto, presentano delle complessità progettuali più complesse rispetto a quelle di norma riscontrabili in edifici di nuova realizzazione. In determinati casi, tali sfide implicano analisi e indagini sull’edificio che difficilmente si possono realizzare in fase di progetto. La collaborazione fra impresa esecutrice, direzione lavori e committenza risulta pertanto fondamentale al fine di arrivare con successo al termine di un percorso che non sempre risulta essere lineare, ma che necessita del corretto grado di flessibilità da parte di tutti gli attori coinvolti per al contrario non risultare eccessivamente tortuoso e improduttivo.
* Giorgio Bo e Francesco Lamberti, Prodim srl Staffaggi antisismici installati
#70 33
Informazioni dalle aziende
UNITÀ DI TRATTAMENTO ARIA PRIMARIA AUTONOMA MEKAR 23MK-HP N
egli ultimi anni l’attenzione alla semplificazione impiantistica, intesa come riduzione dei costi e dei tempi complessivi degli interventi di installazione, contestualmente alla crescente richiesta di efficientamento delle componenti di impianto, hanno stimolato il mercato a considerare con ampio interesse le unità di trattamento aria “autonome”, ovvero unità che non necessitano di ulteriori fonti di integrazione esterne mediante fluidi termovettori. L’incremento recente delle efficienze di recupero di calore lato aria con la conseguente riduzione dei fabbisogni termofrigoriferi e la consolidata affidabilità ed efficienza delle pompe di calore anche a basse temperature, hanno spinto l’azienda MEKAR di Isola della Scala (VR) a progettare e sviluppare le nuove unità di trattamento aria con circuito frigorifero integrato serie 23MK-HP, al fine di proporre un sistema di ventilazione dedicato al trattamento dell’aria esterna (Dedicated Outdoor Air System) in grado di fornire aria primaria purificata e trattata a livello termoigrometrico, recuperando contestualmente l’energia dal flusso d’aria di estrazione. Queste unità sono concepite per gestire i carichi principalmente sensibili dell’aria esterna immessa in ambiente e ben si accoppiano ai comuni impianti a terminali idronici oppure a tecnologia VRF destinati alla gestione dei fabbisogni sensibili e latenti dell’ambiente interno e alla compensazione delle dispersioni dell’involucro. Il driver principale nell’innovazione di queste unità, in linea con la filosofia aziendale di MEKAR, è di rendere la gamma fortemente flessibile e corredabile di tutti gli accessori solitamente disponibili nelle unità di trattamento aria, così come la possibilità di scegliere diverse tipologie di materiali in funzione dell’applicazione e della destinazione d’uso.
Descrizione dell’Unità La serie 23MK-HP nasce dalla base meccanica della ben nota gamma di centrali trattamento aria 23MK, certificata Eurovent, qui nell’esecuzione con pannello sandwich di spessore 60 mm a taglio termico coibentato in schiuma poliuretanica espansa a 45 kg/m3 o in lana minerale a 90 kg/m3 (Rw = 39 dB) e profilo strutturale in alluminio anodizzato, anch’esso a taglio termico, che colloca l’unità in classe di trasmittanza termica T2 e fattore
di ponte termico TB2 secondo EN 1886. L’esclusiva tecnologia MEKAR di tenuta a doppia guarnizione interna ed esterna ed i montanti interni assicurano inoltre la classe di trafilamento L1(M). Le 23MK-HP sono unità di trattamento aria primaria con doppio recupero di calore integrato per l’immissione in ambiente di aria di rinnovo a condizioni di temperatura neutra. Il doppio recupero di calore è costituito da un primo scambio termico realizzato attraverso recuperatore rotativo con settore di pulizia (in fase di sviluppo anche la variante con recuperatore a piastre in controcorrente) e da un secondo di tipo termodinamico con circuito frigorifero in pompa di calore il quale utilizza come sorgente termica l’aria espulsa per portare l’aria primaria alle condizioni di temperatura desiderate. I compressori usati sono di tipo ermetico rotativo o scroll con motore DC-Brushless azionati da inverter che garantiscono una modulazione continua della capacità ed un alto livello di prestazioni in tutte le condizioni di lavoro, mantenendo bassi livelli di rumorosità e vibrazioni, in combinazione ad una valvola di espansione elettronica che assicura un controllo del surriscaldamento ottimale.
Sistema di Controllo L’unità è di tipo Plug&Play quindi completa di sensoristica e sistema di regolazione ed il microprocessore è in grado sia di gestire i parametri di funzionamento dell’unità, sia di controllare gli eventuali elementi aggiuntivi rispetto al sistema base e di dare al contempo molte informazioni utili al gestore dell’impianto. Il controllo principale è quello della temperatura di mandata a punto fisso con gestione automatica del cambio stagione e compensazione dinamica del set-point mentre la gestione del recuperatore di calore è in grado di sfruttarne la modulazione di capacità fino ad operare in regime di free-cooling e di attuare procedure di sbrinamento a basse temperature esterne.
Pompa di calore aria-acqua + UTA senza recuperatore
di filtrazione in mandata di classe HEPA H13, filtrazione elettrostatica attiva a basse perdite di carico ed effetto battericida a cui ben si accoppiano sistemi di ionizzazione, lampade germicide UV-C ad alta intensità e lunga vita operativa e filtri molecolari.
Pompa di calore acqua-acqua + UTA senza recuperatore Pompa di calore aria-acqua + UTA con recuperatore Pompa di calore acqua-acqua + UTA con recuperatore
Tools di Configurazione e di Analisi Energetica 50.000
45.000
40.000
35.000
30.000
25.000
20.000
15.000
10.000
5.000
0
23MK-HP-W
Consumi energetici annui in kWh per diverse soluzioni impiantistiche, calcolati su profilo climatico di Milano con portata aria di rinnovo di 8600 m3/h Gli algoritmi di regolazione gestiscono il circuito frigorifero e le altre risorse collegate al trattamento del flusso d’aria di rinnovo con una logica a cascata in grado di massimizzare l’efficienza energetica del sistema ed offrono la possibilità di raggiungere i massimi risultati di risparmio così come definiti dalla norma EN 15232. È possibile gestire una modulazione di portata in funzione della qualità dell’aria, tramite sonda CO2 o VOC al fine di contenere il consumo di energia, oppure di tipo costante (CAV) per compensare automaticamente lo sporcamento dei filtri e delle perdite di carico del sistema. Il software contiene al suo interno i parametri di gestione del programma operativo e di manutenzione secondo la norma VDI 6022-1 e fornisce all’utilizzatore segnalazioni di richiesta svolgimento attività programmate.
Gas Refrigerante La scelta del gas refrigerante R410A (fluido di classe A1 non tossico e non infiammabile, GWP 2088) è legata al panorama attuale dei gas refrigeranti, mutevole ed in continuo aggiornamento; alternative a ridotto GWP saranno valutate in funzione dell’effettiva disponibilità della componentistica sul mercato e delle evoluzioni normative. L’unità 23MK-HP racchiude tutti i componenti del circuito frigorifero (ad eccezione delle batterie di scambio termico) in un vano tecnico separato dai flussi d’aria in modo che, in caso di accidentale fuoriuscita del refrigerante verso l’esterno del circuito, esso non possa essere immesso negli ambienti occupati. Per installazioni dove viene richiesto un ulteriore livello di sicurezza, è disponibile un sistema di rilevamento fughe gas con segnalazione di allarme.
Alta Sensibilità all’Indoor Air Quality
23MK-HP: dettaglio circuito frigorifero
La crescente attenzione ai parametri di IAQ, legata anche al momento storico che stiamo vivendo, ne fa un prodotto altamente flessibile anche sul piano di scelta delle componenti di filtrazione e purificazione dell’aria. Di seguito alcune opzioni, già da molti anni consolidate nella tradizionale gamma 23MK: filtrazione con media batteriostatico, terzo stadio
Per la serie 23MK-HP è stato sviluppato un tool di simulazione dedicato basato su un algoritmo di calcolo a rete neurale; tale strumento consente di effettuare in tempi rapidi il bilancio termodinamico dei componenti del sistema a pompa di calore in combinazione alla prestazione del recuperatore passivo. La rapidità di calcolo del simulatore e la sua predisposizione all’inserimento dei dati di input in forma tabellare si presta con efficacia al calcolo multi-punto e quindi ad analisi estese delle prestazioni di macchina. Grazie a questo strumento, Mekar è in grado di dare un completo supporto al Progettista per simulazioni puntuali delle prestazioni a specifiche condizioni di progetto o per l’elaborazione di simulazioni energetiche annuali basate su profili climatici. Le analisi energetiche sono essenziali per confrontare in modo significativo, dal punto di vista del rapporto fra costi e benefici, la soluzione proposta con altre soluzioni impiantistiche comunemente utilizzate. Queste analisi inoltre risultano determinanti anche per confrontare fra loro diverse configurazioni dell’unità e scegliere la più conveniente per l’applicazione in esame: ad esempio si può valutare l’impatto della scelta di un recuperatore rotativo di tipo entalpico anzichè sorption oppure valutare l’incidenza sui consumi di energia di diverse soluzioni di filtrazione.
Servizi all’Installatore e all’Utente Il microprocessore con terminale grafico, anche touch screen, dispone di Interfaccia Web integrata e connettività ethernet di facile integrazione con i più comuni protocolli della Building Automation quali BACnet, Modbus e LonWorks per l’interfacciamento a sistemi di supervisione esterni. L’unità è composta da 3 sezioni accoppiate con connessioni elettriche rapide per facilitare la movimentazione e la posa in opera in situazioni di difficile accesso; in alternativa le 3 sezioni possono essere fornite preassemblate su un unico basamento per ridurre i tempi di installazione. La concezione costruttiva unitamente all’alta flessibilità aziendale permettono la possibilità di assemblaggi e montaggi in cantiere soprattutto all’interno di locali tecnici difficilmente accessibili. Trasporto, logistica, movimentazione in cantiere completa di piano di sicurezza sono tutti servizi gestiti da MEKAR attraverso un team di maestranze dedicate alle attività in loco.
Mekar Srl Isola della Scala (TV) T. +39 045 6630536 www.mekar.it
VRF
La transizione verso refrigeranti a bassoimpatto ambientale nei sistemi VRF Il refrigerante R32 è attualmente l’alternativa a basso GWP più diffusa ma nel medio-lungo periodo potrebbe imporsi la necessità di trovare, specialmente per i grandi sistemi, un nuovo refrigerante L. Molinaroli*
Introduzione Nel settore della refrigerazione e del condizionamento
Nello specifico, il regolamento UE
2. introduce, più genericamente, un
517/2014 (UE, 2014):
valore massimo alla quantità di re-
dell’aria, da intendersi nella sua accezione più ampia di raf-
1. introduce, per alcune specifiche ap-
frigeranti da immettere sul mercato
frescamento e/o riscaldamento, le recenti azioni intraprese
plicazioni, la maggior parte delle qua-
attraverso il meccanismo delle quo-
a livello europeo e mondiale in tema di riduzione dell’im-
li proprie del settore della refrigera-
te annuali. Tale limite non è imposto,
patto ambientale connesso alle attività umane hanno
zione, ben determinate date di messa
per ciascun refrigerante, come valore
obbligato e obbligano i costruttori di macchine e impianti
al bando di fluidi il cui potenziale di
massimo della massa della singola
che utilizzano “gas fluorurati ad effetto serra” ad affrontare
riscaldamento globale (Global War-
sostanza da immettere sul mercato
il tema della sostituzione dei refrigeranti tradizionalmente
ming Potential o GWP) sia maggiore
quanto, piuttosto, con riferimento
impiegati con sostanze a basso impatto ambientale.
di una determinata soglia;
all’impatto ambientale complessivo
36
#70
sostanze a basso impatto ambientale e, dall’altro, quello di indurre l’industria del condizionamento dell’aria e della refrigerazione ad abbandonare progressivamente i refrigeranti ad alto GWP in favore di refrigeranti maggiormente eco-compatibili o già noti, ma non diffusamente utilizzati, o di nuova introduzione. Le stime dei produttori di refrigeranti mostrano infatti che il GWP medio delle sostanze messe in commercio nel 2015 è stato circa pari a 2000, mentre nel triennio 2021-2023 dovrebbe assestarsi intorno a 900 per poi calare fino a circa 400 a partire dal 2030.
Refrigeranti a basso impatto ambientale per sistemi VRF Andamento delle quote di idrofluorocarburi da immettere in commercio secondo il regolamento EU 517/2014 e secondo l’emendamento di Kigali al protocollo di Montreal FIGURA 1
Nello specifico del settore del condizionamento dell’aria di piccola-media taglia, nel quale ricadono a pieno i sistemi a portata di refrigerante variabile (sistemi Variable
TABELLA I
Refrigerant Flow, più sinteticamente sistemi VRF), l’effetto di
Principali proprietà di R32 e R410A
questi regolamenti è stato quello di iniziare la progressiva
Proprietà
R32
R410A
sostituzione del refrigerante tradizionalmente impiegato,
Composizione
Puro
50% R32 50% R125
la miscela quasi-azeotropica R410A, verso un refrigerante a
Pressione critica
5782,0 kPa
4901,1 kPa
Temperatura critica
78,105 °C
71,342 °C
Massa molare
52,024 g·mol-1
72,585 g·mol-1
cP0¹
42,942 J·mol-1·K-1
58,511 J·mol-1·K-1
NBP²
-51,651 °C
-51,364 °C
ODP
0
0
GWP100 (UE 517/2014)³
675
2088
estratti da Refprop 10, Lemmon et al. 2018). Dal punto di
Classificazione ASHRAE
A2L
A1
vista termodinamico, rispetto a R410A, R32 presenta pres-
1 Calore specifico a pressione costante nell’ipotesi di pressione nulla e temperatura 25 °C. 2 Normal Boiling Point, temperatura di saturazione alla pressione atmosferica. Temperatura di rugiada per R410A. 3 Per maggiore fruibilità, si riportano i valori di GWP estraendoli dal Regolamento UE 517/2014 (Unione Europea, 2014) e non dal 5° rapporto del IPCC (Stocker et al., 2013), essendo questi ultimi leggermente diversi.
minore impatto ambientale giacché il GWP di tale sostanza è piuttosto alto, pari a 2088. Come è noto agli operatori del settore, uno dei fluidi candidati per la sostituzione del R410A in tale applicazione è il fluido puro R32, che ha un GWP pari a 675 e che è uno dei componenti proprio del R410A. Le principali caratteristiche di questi due fluidi sono riportati nella Tabella I (dati
sione e temperatura critica maggiori, un calore specifico a pressione costante di riferimento minore e una temperatura di saturazione a pressione ambiente del tutto simile. Nel loro complesso, queste caratteristiche favoriscono l’efficienza energetica della macchina a compressione
dell’intero paniere dei refrigeranti
sione in commercio dei refrigeranti ma
di vapore progettata e realizzata ex-novo per sfruttare le
espresso in tonnellate di CO2 equiva-
considera delle soglie e delle tempisti-
proprietà del refrigerante, ma impongono pressioni di
lente. Le suddette quote sono specifi-
che diverse, come riportato nella Figu-
esercizio e temperature di mandata del compressore più
che per ogni nazione e diminuiscono
ra 1. (Alla data di stesura del presente
elevate. La sostanziale differenza tra i due fluidi riguarda
nel tempo con un calendario già pia-
articolo il regolamento UE 517/2014 è in
però la classificazione di sicurezza secondo ISO 817 (ISO,
nificato e che porterà nel 2030 a un
fase di revisione al fine di armonizzarlo
2014): R410A è infatti classificato come fluido non tossico
livello pari al 21% rispetto a quello del
con l’emendamento di Kigali al proto-
(classe A) e non infiammabile (classe 1), mentre R32 è non
2015 come mostrato nelle Figura 1.
collo di Montreal).
tossico (classe A) ma a bassa infiammabilità (classe 2L). Le implicazioni di questa caratteristica sono discusse nel
Sulla medesima falsariga è l’emen-
L’effetto di queste due linee di inter-
damento di Kigali al protocollo di Mon-
vento è stato ed è, da un lato, quello di
treal (Nazioni Unite, 2016) che riprende
forzare l’industria dei fluidi refrigeranti
Dal punto di vista dell’applicazione di R32 nei sistemi
il meccanismo delle quote per l’immis-
in attività di ricerca e sviluppo di nuove
VRF, un interessante studio comparativo che ne mette in
paragrafo dedicato.
#70 37
evidenza le differenze conseguenti al suo impiego rispetto al R410A è condotto da Tsujii e Imada (AHRI, 2013). L’analisi proposta dai due autori ha riguardato un’applicazione di tipo drop-in, ovverosia un’applicazione in cui un sistema VRF commerciale è sottoposto alle medesime prove di laboratorio con R410A e con R32 senza sostituire alcun componente del sistema ma cambiando solamente il fluido refrigerante. I risultati di tale analisi mostrano che con R32: 1. la carica ottimale nel sistema è minore, pari a circa 83% della carica del medesimo sistema operante con R410A; 2. la potenza prodotta, frigorifera e/o termica, è generalmente migliore, con incrementi massimi fino a +4,8% in condizioni di pieno carico rispetto al caso base; 3. gli indici di prestazione energetica (EER o COP) sono più
FIGURA 2
Curva di saturazione dei refrigeranti R32 e R410A
elevati, con incrementi massimi fino a +6,4% in condizioni di pieno carico;
TABELLA II
Caratteristiche di infiammabilità del R32
4. le pressioni di esercizio, a parità di temperatura di saturazione, sono leggermente più alte, con incrementi massimi pari a circa +5%, a causa di pressioni di saturazione più elevate come mostrato nella Figura 2; 5. le temperature di mandata del compressore sono mediamente più elevate, con incrementi fino a circa 14 °C.
Proprietà
R32
Temperatura di auto-ignizione
648 °C
Temperatura di ignizione di superficie calda
> 800 °C
Limite inferiore di infiammabilità (LFL)
0,307 kg·m-3
Velocità di combustione
6,7 cm·s-1
Questi risultati hanno messo in luce sin da subito (si noti che lo studio citato è del 2013, NdA) le ottime caratteristiche prestazionali del R32, candidandolo a sostituire
bile (classe 1), mentre il secondo appar-
il R410A in sistemi VRF ed evidenziando la necessità di una
tiene alla classe delle sostanze a bassa
parziale riprogettazione/adattamento dei componenti del
infiammabilità (classe 2L).
sistema VRF per gestire la problematica, di natura termo-
Nella Tabella II sono riportate le pro-
aria a 23 °C e 101,3 kPa; 4. la velocità di combustione è la velocità alla quale si propaga il fronte di fiamma rispetto ai gas incombusti circostanti.
dinamica, legata alle più alte temperature di mandata del
prietà di infiammabilità del R32 in cui:
compressore.
1. la temperatura di auto-ignizione è la
È doveroso introdurre alcune con-
A riprova di questo, ad oggi R32 è impiegato dalla
temperatura alla quale occorre porta-
siderazioni. In primo luogo, R32 è clas-
quasi totalità dei costruttori di tale tipologia di macchine
re una miscela di R32 e aria affinché
sificato come sostanza infiammabile (o,
in sostituzione di R410A. Tuttavia, la transizione verso l’uso
questa si inneschi un fenomeno di
meglio, a bassa infiammabilità), ma è
di tale refrigerante eco-compatibile è limitata ai sistemi
combustione spontanea senza l’ausi-
tale solamente se si presentano le con-
VRF di piccola taglia, intendendosi con questo i sistemi di
lio di una fiamma o una scintilla;
dizioni di concentrazione appropriate.
potenza frigorifera nominale nell’intorno di 14 kW – 28 kW.
2. la temperatura di ignizione di super-
Concentrazioni di R32 in ambiente mi-
La ragione di questo limite è da ricercarsi nella già citata
ficie calda è la temperatura alla quale
nori del limite inferiore di infiammabilità
infiammabilità del R32 che, come discusso nel seguito,
occorre portare una superficie affin-
sono infatti tali da rendere impossibile
pone dei vincoli al suo impiego diffuso.
ché si sviluppi una fiamma quando
l’innescarsi di un fenomeno di combu-
R32 è spruzzato su di essa;
stione. Di conseguenza, sistemi a bassa
Caratteristiche di tossicità e infiammabilità del R32 e del R410A
3. il limite inferiore di infiammabilità
carica di refrigerante possono essere
(lower flammability limit o LFL) è la
tranquillamente installati in ambien-
Come anticipato, i due refrigeranti R410A e R32 sono
concentrazione minima di R32 in gra-
te poiché anche un completo rilascio
entrambi non tossici (classe A) ma differiscono per le que-
do di propagare una fiamma in una
dell’intera carica di refrigerante conte-
stioni di infiammabilità giacché in primo non è infiamma-
miscela omogenea di refrigerante e
nuta nel sistema stesso non è tale da
38
#70
persone è concreto. Si consideri inoltre che, a differenza dei sistemi split dove le unità interne collegabili all’unità esterna sono in numero limitato, nei sistemi VRF è possibile collegare numerose unità interne sul medesimo circuito frigorifero, creando reti piuttosto estese nelle quali la quantità di refrigerante contenuta, e che quindi può essere rilasciata negli ambienti occupati, è importante. L’applicazione delle norme citate permette di definire la superficie minima che deve avere l’ambiente in cui è installato il sistema VRF in funzione della carica di refrigerante contenuta nello stesso (o, dualmente, la carica massima di refrigerante contenuta in un sistema VRF in funzione della superficie dell’ambiente servito) per consentirne l’installazione. In particolare, nella normativa EN 378 (CEN, 2021) Legame superficie del locale – carica di refrigerante secondo IEC 60335-2-40 (IEC, 2018) per R32 per un’installazione a soffitto FIGURA 3
tale valore è determinato considerando sia la tossicità che l’infiammabilità del refrigerante, mentre nella IEC 60335-240 (IEC, 2018) con riferimento ai soli aspetti di infiammabilità. Poiché la normativa IEC 60335-2-40 (IEC, 2018) è una
portare la concentrazione al di sopra
cifica per condizionatori d’aria e pompe
normativa di prodotto che prevale sulla normativa generi-
della soglia minima per l’infiammabi-
di calore ad alimentazione elettrica. In
ca EN 378, nel prosieguo i requisiti relativi all’infiammabilità
lità. Secondariamente, la velocità con
tali normative il tema della sicurezza di
sono discussi considerando esclusivamente l’applicazione
la quale si propaga il fronte di fiamma
utilizzo di questi dispositivi è affrontato
della IEC 60335-2-40 (IEC, 2018).
è largamente inferiore rispetto a quella
sotto numerosi aspetti, ma nel prosie-
Senza entrare nei dettagli delle diverse procedure di
degli idrocarburi (ad esempio, il pro-
guo si focalizzerà l’attenzione solamente
calcolo, si riporta nella Figura 3 il limite di carica ammissibile
pano ha una velocità di combustione
sugli aspetti legati ai refrigeranti.
in funzione della superficie dell’ambiente in cui è installato
pari a circa 45 cm·s-1), per cui in caso di
Il tema della sicurezza dei refrige-
combustione di R32 la reattività della
ranti è declinato con riferimento alla
unità interne. In tale figura, sono riportate cinque curve:
miscela è minore e il rischio di violen-
tossicità e all’infiammabilità di queste
1. il limite di carica derivante dai vincoli sulla tossicità (linea
te detonazioni è mitigato. Da ultimo,
sostanze ed al loro rilascio accidentale
rossa). Per una data superficie dell’ambiente conside-
la temperatura di auto-ignizione e la
in ambiente. Infatti, se è pur vero che il
rato, se la carica di refrigerante contenuta nel sistema
temperatura di ignizione di superficie
fluido refrigerante è interamente con-
VRF è maggiore di quella indicata da tale limite, allora il
calda sono molto alte e difficilmente
finato all’interno del circuito frigorifero,
sistema non può essere installato perché il rilascio acci-
riscontrabili durante il normale funzio-
che si presuppone essere ermetico, è
dentale dell’intera carica di refrigerante può provocare
namento di un sistema VRF.
anche vero che una rottura accidentale
danni alla salute delle persone;
il sistema VRF considerando un’installazione a soffitto delle
di quest’ultimo (ad es. cedimento di una
2. un primo limite di carica derivante dai vincoli sull’in-
saldatura, trafilamento prolungato dai
fiammabilità, indicato con m1 (linea nera tratteggiata),
punti di giunzione etc…) può provocar-
che per R32 è pari a 1,842 kg. Se la carica di refrigerante
La sicurezza di utilizzo dei sistemi
ne la fuoriuscita. Per i sistemi ad espan-
contenuta nel sistema VRF è minore di m1, allora la sua
VRF, e più in generale di condizionatori
sione diretta quali i sistemi VRF, questa
installazione in ambiente può avvenire senza alcun
d’aria e pompe di calore, è disciplinata
eventualità deve essere attentamente
vincolo sulla superficie minima. Infatti, nell’eventualità
dalle normative EN 378 (CEN, 2021) e
valutata giacché le unità interne, i giunti
di rilascio accidentale dell’intera carica di refrigerante
IEC 60335-2-40 (IEC, 2018). Di queste, la
e i collettori di distribuzione e le tuba-
in ambiente, la concentrazione di R32 che si ottiene è
prima è una normativa di carattere ge-
zioni di collegamento alle unità esterne
al di sotto del LFL e, pertanto, la miscela aria-R32 non è
nerale per sistemi di condizionamento
sono collocate nell’ambiente interno
infiammabile;
dell’aria e refrigerazione, mentre la se-
e pertanto il pericolo di riversamento
3. un secondo limite di carica, indicato con m2 (linea nera
conda è una normativa di prodotto spe-
del refrigerante nei locali occupati dalle
continua), che per R32 è pari a 15,964 kg. Per valori della
I vincoli dettati dalle norme in tema di sicurezza
#70 39
carica di refrigerante superiori a tale soglia, la normativa
Conclusioni
la conformità alle normative in materia di sicurezza dell’impiego di refrigeranti
specifica la necessità di adottare misure addizionali quali
Nel settore della refrigerazione e del
ventilazione degli ambienti con aria esterna, valvole di
condizionamento dell’aria, i regolamen-
intercettazione ed allarmi;
ti ambientali in tema di gas fluorurati a
Da ultimo, si consideri che nei pros-
4. il limite generale di carica, indicato con “no ICA” (li-
effetto serra hanno avviato il progressi-
simi anni le azioni dei regolamenti am-
nea blu). Secondo tale limite, per una data superficie
vo abbandono dei tradizionali refrige-
bientali attualmente in vigore divente-
dell’ambiente considerato, il rilascio accidentale dell’in-
ranti ad alto impatto ambientale verso
ranno sempre più severe e spingeranno
tera carica di refrigerante contenuto nel sistema VRF
sostanze a minore GWP.
verso un uso sempre maggiore di re-
a bassa infiammabilità.
porta a una concentrazione di R32 tale per cui la miscela
Nello specifico dei sistemi VRF, il
frigeranti a basso GWP. A parere di chi
aria-R32 non è infiammabile. L’installazione e l’utilizzo di
refrigerante R32 è l’alternativa a basso
scrive, questo imporrà, nel medio-lun-
sistemi VRF che hanno una carica di R32 minore o ugua-
GWP adottata dai costruttori in sostitu-
go periodo, la necessità di sostituire il
le del corrispondente valore “no ICA” avviene quindi
zione del tradizionale R410A. Oltre alla
recentemente introdotto R32 con un
in condizioni di sicurezza anche in assenza di ulteriori
caratteristica di basso impatto ambien-
“nuovo” refrigerante a minore impatto
dispositivi di sicurezza e/o protezione;
tale, tale fluido gode di ottime proprietà
ambientale. Sarà pertanto necessario
5. il limite di carica in presenza di circolazione dell’aria
termodinamiche che ne rendono in-
trovare una nuova sostanza per questa
incorporata, indicato con “ICA” (Incorporated Circulation
teressante l’impiego dal punto di vista
tipologia di applicazione, frutto delle at-
Airflow, linea verde) che rappresenta la carica massima
energetico. La transizione verso l’uso di
tività di ricerca e sviluppo di refrigeranti
ammissibile di sistema VRF operante con R32 dotato
tale fluido in sistemi VRF di piccola taglia,
sintetici di nuova generazione o della
di tale sicurezza aggiuntiva. Per circolazione dell’aria
orientativamente fino a circa 28 kW di
riscoperta e progressiva introduzione
incorporata si intende la situazione in cui il ventilatore
potenza frigorifera nominale è, ad oggi,
dei refrigeranti naturali, in cui gli aspetti
installato nell’unità interna sia o in funzionamento con-
completata. Tuttavia, allo stato attuale,
energetici e di sicurezza dovranno esse-
tinuo, oppure sia attivato da un sistema di rilevamento
un’ulteriore espansione dell’uso di R32
re attentamente valutati.
di refrigerante, e produca una portata di aria maggiore
in sistemi di potenza maggiore è resa
di un valore soglia. Nell’eventualità di rilascio accidentale
difficile dalla necessità di raggiungere
* Luca Molinaroli, Politecnico di Milano – Socio AiCARR
dell’intera carica di refrigerante, il rimescolamento dell’aria ambiente generato da questa portata di aria è tale da ridurre la concentrazione media di R32 scongiurando la formazione di sacche in cui si possono formare miscele aria-R32 infiammabili. I modelli di sistemi VRF messi ad oggi in commercio dai diversi costruttori sono rispettosi di tali limiti normativi e pertanto l’utilizzo di R32 in tali sistemi è da considerarsi sicuro. Tuttavia, proprio per rispettare questi valori soglia è necessario porre un limite superiore alla potenza frigorifera nominale del sistema VRF poiché con l’aumento di quest’ultima si assiste tipicamente all’aumento dell’estensione della rete di fluido refrigerante e, con essa, della carica necessaria. Alla luce dell’attuale tecnologia, il valore di carica massima ammissibile m2 = 15,964 kg è proprio di sistemi VRF la cui potenza frigorifera nominale è nell’intorno di 14 kW – 28 kW, con valori che variano a seconda dei modelli dei costruttori e delle condizioni di installazione. Potenze frigorifere superiori, richiedendo una carica di refrigerante maggiore, non sono pertanto compatibili con l’utilizzo di R32 poiché la carica risulta maggiore di quella massima ammissibile dalle attuali normative. 40
#70
BIBLIOGRAFIA
∙ AHRI, 2013. Test report #15 – System drop-in test of refrigerant R-32 in a VRF multi-split heat pump. ∙ European Committee for Standarization (CEN), 2021. Refrigerating systems and heat pumps – Safety and environmental requirements (EN 378). ∙ International Electrotechnical Commission (IEC), 2018. Household and similar electrical appliances – Safety – Part 2-40: Particular requirements for electrical heat pumps, air-conditioners and dehumidifiers (IEC 60335-2-40). ∙ International Standard Organization (ISO), 2014. Refrigerants – Designation and safety classification (ISO 817). ∙ Lemmon, E.W., Bell, I.H., Huber, M.L., McLinden, M.O, 2018. NIST Standard Reference Database 23: Reference Fluid Thermodynamic and Transport Properties-REFPROP, Version 10.0, National Institute of Standards and Technology, Standard Reference Data Program, Gaithersburg. ∙ Nazioni Unite, 2016. The amendment to the Montreal Protocol agreed by the Twenty-Eighth Meeting of the Parties (Kigali, 10–15 October 2016). ∙ Stocker T., Qin D., Plattner G.K., Tignor M., Allen S., Boschung J., Nauels A., Xia Y., Bex V., Midgley P.M. Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA. ∙ Unione Europea (UE), 2014. Regolamento (UE) No 517/2014 del Parlamento Europeo e del Consiglio del 16 Aprile 2014 sui gas fluorurati a effetto serra e che abroga il regolamento (CE) No 842/2006. Official Journal of European Union 2014, 150: 195-230.
Informazioni dalle aziende
LE ACPBITZER AL SERVIZIO DELL’INTERESSE NAZIONALE DEL PERÙ C
ITEpesquero promuove e fornisce servizi dalla catena della pesca alle risorse idrobiologiche per i mercati nazionali e internazionali. Fa parte dell’ ”Instituto Tecnológico de la Producción” impegnato nella ricerca scientifica e nello sviluppo tecnologico per le risorse del mare e delle acque continentali. Il porto marittimo peruviano è uno dei porti commerciali e di pesca più importanti del Sud America e gestisce la maggior parte delle attività di import ed export del Perù. In quanto tale, il porto possiede una elevata capacità di conservazione frigorifera, ma il suo impianto frigorifero risultava datato.
Una questione di tempo All’inizio del 2021 è stato impiegato molto tempo per discutere dell’impianto frigorifero del porto dato che alcuni dei suoi elementi risultavano in funzione da oltre 40 anni. L’impianto frigorifero non era più aggiornato ed era tecnicamente obsoleto – con l’ulteriore inconveniente che i ricambi per l’impianto non erano più reperibili nel paese. Per esempio, i compressori a vite installati erano stati sostituiti più di 20 anni prima! Il cliente ha indicato le linee guida per la sostituzione degli impianti negli edifici, confermando che i modelli sostituti dovevano offrire le stesse prestazioni dell’impianto precedente. Ovviamente, devono garantire anche efficienza energetica al fine di permettere un uso ottimale delle risorse disponibili. Poiché il precedente impianto funzionava ad ammoniaca, si è dovuto sostituirlo con un impianto ad ammoniaca della stessa capacità e provvisto della massima efficienza energetica. L’opzione perfetta è stata individuata rapidamente: un’unità
Gli ACP BITZER sono interamente assemblati e subito pronti all’uso – un vantaggio che agevola anche CITEpesquero
Il porto CITEpesquero di Callao in Perù è uno dei più grandi e più importanti del Sud America e fornisce diversi servizi nel settore della scienza e dell’alimentazione. Nella foto: il porto di Callao di compressione ad ammoniaca BITZER (ACP). L’ACP raffredda e preserva ora materiali grezzi e prodotti finiti provenienti dalle aree di ricerca. Ciò riguarda una pre-camera con temperatura tra 0 °C e 5 °C, una camera a media temperatura a 0 °C con una temperatura di evaporazione di -5 °C e infine due celle con una temperatura a -25 °C con una temperatura di evaporazione -36 °C. Inoltre, l’ACP dispone di un tunnel di refrigerazione con capacità di 2,5 metri a una temperatura di -30 °C con una temperatura di evaporazione di -36 °C. Nella realizzazione del sistema, la Cold Import ha inoltre utilizzato un sistema di controllo aggiornato per il monitoraggio ottimizzato dei parametri di funzionamento, pressioni e temperature. Tutti questi parametri sono visualizzabili in tempo reale tramite internet da remoto. L’assemblaggio dell’ACP ha richiesto circa un mese, la messa in servizio è stata effettuata in circa due settimane da remoto.
Rispetto delle risorse energetiche Il nuovo impianto frigorifero rispetta le direttive peruviane che promuovono l’uso efficiente dell’energia dichiarandolo di interesse nazionale. Assicura l’alimentazione di energia, tutela gli utenti, promuove la competitività dell’economia peruviana e riduce l’impatto ambientale negativo derivante dall’uso e consumo delle risorse energetiche. Efrain Licera La Madrid, ingegnere della CITEpesquero, spiega: “In accordo con le politiche pubbliche l’impianto deve essere dello stesso tipo rispetto al precedente, e in questo caso abbiamo un impianto frigorifero ad ammoniaca allagato a singolo stadio. È stato necessario sostituire tutto l’allestimento impiegando la stessa potenza e il massimo dell’efficienza energetica”. Il rinnovo dell’impianto frigorifero mostra già diversi vantaggi aggiuntivi per il porto: è stato eliminato il rischio delle perdite di refrigerante e le conseguenti multe elevate. L’ACP rende i programmi di manutenzione particolarmente agevoli e il consumo di elettricità viene ridotto fino al 20%. Infine, ma non meno importante, vi è l’aspetto di una significativa riduzione degli impatti ambientali in accordo con il Protocollo di Montreal. Mauro Stacchini, Responsabile commerciale del settore alla BITZER Brazil, è soddisfatto della riuscita del progetto e afferma: “Il nuovo impianto frigorifero consente alla CITEpesquero di raggiungere obiettivi vantaggiosi per il settore dell’acquacoltura e dell’allevamento ittico, promuovendo anche l’industria ittica con una portata nazionale e internazionale. Il nostro ACP contribuisce alla competitività dell’industria ittica che include addestramento, trasferimento delle tecnologie e assistenza tecnica. Il tutto rende l’impianto frigorifero assolutamente sicuro – sia dal punto di vista legale che ambientale”.
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ORIGINAL ARTICLES
Promuovere la sinergia tra i mondi della ricerca, delle aziende e delle professioni Continua la pubblicazione della sezione dedicata ad articoli con contenuti tecnico-scientifici presentati secondo gli standard internazionali, fortemente voluta dal Comitato Scientifico che crede nella sinergia tra mondo della ricerca, mondo delle aziende e mondo della professione: la ricerca mette a disposizione delle aziende e dei professionisti strumenti utili per lo sviluppo delle loro attività e da loro riceve continui stimoli. In questo senso, il Comitato Scientifico ritiene indispensabile che gli articoli presentati in questa sezione siano contemporaneamente caratterizzati da rigore scientifico e utili a tutti i lettori di AiCARR Journal. In questo numero sono presentati due lavori in lingua inglese, si tratta delle seconde parti di due articoli le cui prime parti sono già state pubblicate. Il primo lavoro è la conclusione di un’analisi teorica dell’effetto della ventilazione meccanica nelle scuole, comparata a quella dell’aerazione manuale e delle mascherine protettive. I risultati sono interessanti, in sintonia con quanto è stato sviluppato parallelamente dalla letteratura straniera. Il secondo è la conclusione dell’analisi delle prestazioni energetiche del comportamento delle termostrisce radianti per il riscaldamento industriale, di cui questa seconda parte tratta la simulazione fluidodinamica computazionale Il Comitato Scientifico ringrazia gli Autori.
#70 43
ORIGINAL ARTICLE
AiCARR Journal / Vol 70, n. 5, 44 - 48, 2021 Marco Noro1*, Michele Calati1, Simone Mancin1
Approximate and CFD energy performance analyses of industrial heating by water strip modules Part 2 Analisi approssimata e CFD delle prestazioni energetiche di sistemi di riscaldamento industriale con termostrisce radianti Parte 2 1 Department of Management and Engineering, University of Padova, Vicenza, Italy *Corresponding author:
DOI: 10.36164/AiCARRJ.70.05.02
Marco Noro
Department of Management and Engineering University of Padova Stradella S. Nicola, 3 36100 Vicenza, Italy marco.noro@unipd.it tel +39 0444 998704
Abstract
Sommario
The objective of this study is the theoretical evaluation of the energy performance and comfort conditions of an industrial environment heated by a radiant strip heating system fed with hot water, which operates in steady state conditions, by varying the operating conditions. The analysis is carried out in two successive steps: firstly, the convective coefficients and the heating power (both convective and radiant part) of the heating system are evaluated by simulating heat exchange conditions similar to real operations, in comparison with the nominal data according to EN14037 standard. To carry out this preliminary assessment, different references in the scientific literature are considered concerning experimental measurements and/or numerical simulations of similar applications (low or medium temperature radiant heating systems in large rooms). In the second step of this study (the second part of this article), the analysis is deepened by CFD simulations to confirm the preliminary assessments.. Keywords: ▶ Radiant system ▶ Water strips ▶ Industrial heating ▶ Energy efficiency ▶ CFD
L’obiettivo dello studio è la valutazione teorica delle prestazioni energetiche e delle condizioni di comfort all’interno di un ambiente industriale prodotte da un sistema di riscaldamento a strisce radianti alimentate ad acqua calda che opera in condizioni di regime stazionario al variare delle condizioni al contorno. L’analisi viene svolta in due fasi successive: in una prima fase, vengono quantificati i coefficienti convettivi e le rese (quota convettiva e radiante) del sistema di riscaldamento simulando situazioni di scambio termico vicine alla realtà, a confronto con i dati nominali secondo norma EN14037. Per svolgere questa valutazione preliminare ci si è basati su fonti reperite in letteratura scientifica inerenti misure sperimentali e/o simulazioni numeriche di applicazioni simili (sistemi di riscaldamento di tipo radiante a bassa o media temperatura in ambienti di grandi dimensioni e/o volumetrie). In una seconda fase dello studio, oggetto della seconda parte di questo articolo, l’analisi viene approfondita mediante simulazioni CFD al fine di confermare le valutazioni preliminari. Parole chiave: ▶ Sistema radiante; ▶ Termostrisce radianti; ▶ Riscaldamento industriale; ▶ Efficienza energetica; ▶ CFD
44
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ORIGINAL ARTICLE
Marco Noro, Michele Calati, Simone Mancin
Introduction
S2S-radiation” model [17]. Two cases were simulated: for case 1 (negligi-
As already mentioned in the first part of this study, the advantage
ble air flow, natural convection), the flow of air was simulated by setting
of using the technology of water strips lies in the extensive exploitation
the “laminar” model. For case 2 (constant air flow, forced convection),
of heat transmission through radiation and convection. Usually, the for-
the activation of the k-ε turbulence model was considered [18].
mer accounts for the greatest part of the heat transferred by the plate to the environment, but the latter can play an important role because of the non-negligible contribution of the natural convection.
Case 1: Radiation and natural convection As shown in Figure 1, a two-dimensional section of an industrial shed
Moreover, in an industrial building, a constant movement of air can
was modeled. The reference is that of the first part of the paper. The
be expected, for example, by means of a ventilation system. More gen-
shed was approximated with a double trapezoid, each with a smaller
erally, the presence of doors, windows or skylights, and indoor air evac-
base, greater base, and height of 8.0, 9.5, and 6 m, respectively. The
uation towers can induce air flow, especially during winter when the
water strips, 0.9 m wide and 0.1 m high, are positioned with a 3 m pitch
temperature difference between the inside and outside of the shed is
as shown in Figure 1a. As a consequence, a 12 m wide shed has 3 plates.
relevant. Therefore, it is interesting to analyze the behavior of the water
The mesh obtained by the geometric model features cells in a square
strip heating system when there is no air movement compared with a
or rectangular shape, with a maximum size of 0.05 m. Near the water
condition where an air flow is expected.
strip plates, the calculation grid was thickened by means of a refinement
In this part of the study, a numerical analysis by Computational Fluid
procedure. The mesh sensitivity analysis demonstrated that the opti-
Dynamics (CFD) is reported to investigate the thermal performance of
mal mesh configuration shows the best compromise between solu-
the water strips in the two operating conditions just described. Due
tion accuracy and computational effort, and it is constituted of about
to reasons of computational effort, the analysis is conducted using a
22000 elements (Figure 1b).
two-dimensional model of an industrial shed. The effectiveness of the
Figure 1c shows the boundary conditions applied to the external edges
use of the water strip heating system is demonstrated, above all in
of the geometric model in terms of global transmittance of the walls
the operating conditions with air flow (a more frequent situation in an
(Ug). They already take into account the conductive resistance through
industrial context).
the walls and the convective one on the external side. By defining Twall
METHODS In this section, the thermo-fluid dynamics analysis for the water strip heating system of an industrial shed is reported. In particular, for both the conditions investigated, the geometric model, the generated calculation grid, and the boundary conditions are reported. In the next section, the results are presented and discussed.
Numerical analysis As the study is under transient conditions (“unsteady”), a sensitivity analysis was preliminarily conducted to identify the optimal time step to be set. Since the operating conditions feature convective air flow due to density gradients (temperature) and radiative heat exchange, it was necessary to set the time step in the order of a hundredth of a second. Five values were tested: 0.1, 0.05, 0.025, 0.01, 0.005 s. With time steps of 0.1 and 0.05 s, the solution diverged. Therefore, the value of 0.01 s was finally fixed as the best trade-off between computational effort and accuracy of the solution. The “unsteady” simulation lasted when the curve of the specific power (W m-1) exchanged by the plates as a function of time reached an asymptotic value (see next section). The radiation was considered by implementing the “Surface-To-Surface,
Figure 1 – The model of the shed building for case 1 Figura – Modello del capannone per il caso
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ORIGINAL ARTICLE
AiCARR Journal / Vol 70, n. 5, 44 - 48, 2021
Figure 2 – The model of the shed building for case 2 Figura – Modello del capannone per il caso
the internal temperature of each edge, L its length, Tfs the temperature of the external fluid, the software takes into account the specific aver-
Figure 3 – Case 1, specific thermal power exchanged by the water
age power per linear meter qw [W m-1] for each side, using the follow-
strip
ing equation:
Figura – Caso , potenza termica specifica scambiata dalla termostriscia
qw = Ug L (Twall - Tfs ) To keep the outline of any symmetries, it is necessary to identify the axis of symmetry and assign the suitable condition (Figure 1d). Three sides of the strip (lower base and the two heights) were kept at a constant temperature of 70 °C (average operating temperature). Differently, the adiabatic condition was assigned to the upper side, thus simulating a thermal insulated water strip.
Case 2: Radiation and forced convection Figure 2a shows the geometry used for the system’s performance analysis in the case of a constant air flow inside the building. There is an opening of 0.6 m height at the bottom left, from which external air
Figure 4 – Case 1, contour indoor air temperature: a) 0 s; b) 1000 s
enters the shed. At the top right, an opening of 0.3 m width (i.e., half of
Figura – Profilo di temperatura dell'aria interna: a) s; b) s
the radius of a 0.6 m diameter suction tower placed on the roof) is set. Forced convection is simulated by imposing a constant mass flow (or air speed) at the outlet (“Outlet” in Figure 2c). As regards the generation of the mesh, the same considerations and hypotheses previously described can be considered. In addition to the boundary conditions already shown in Figure 1, the insertion of a pressure inlet (for the “Inlet” section) and a negative velocity inlet (for the “Outlet” section) is considered (Figure 2c). The renewal air temperature is set at 13 °C, thus taking into account the enthalpy contribution of any heat recovery unit (a typical situation in industrial environments).
RESULTS AND DISCUSSION Firstly, the results of case 1 are reported. As shown in Figure 3, the simulation was stopped when the curve interpolating the values of the 46
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Figure 5 – Case 1, contour indoor air velocity: a) 0 s; b) 1000 s Figura – Profilo di velocità dell'aria interna: a) s; b) s
ORIGINAL ARTICLE
Marco Noro, Michele Calati, Simone Mancin
Figure 6 – Case 2, flow lines: a) 100 s; b) 400 s; c) 700 s Figura – Caso , linee di flusso: a) s; b) s; c) s
Figure 8 – Case 2, specific thermal power exchanged by the water strip Figura – Caso , potenza termica specifica scambiata dalla termostriscia
Figure 7 – Case 2: a) Velocity vectors: t = 700 s; b) Contours indoor temperature: t = 700 s Figura – Caso : a) vettori delle velocità: t = s; b) Profili di temperatura dell'aria interna: t = s
specific heat flow exchanged over time by the single plate reached an
with the activation of the water strip plates. After 700 s, it can be said
almost constant value. The latter is equal to about 400 W m-1: at 800 s
that the flow is completely stabilized. The air exiting at a constant speed
a value of 399 W m-1 is returned, at 1200 s 397 W m-1, that is, a deviation
from the outlet causes external air to be sucked inside the building. The
of 0.5%.
air flow tends to rise in the symmetrical section of the shed due to the
The air temperature and velocity fields for case 1 were investigated
suction of the tower on the roof. The obstacle due to the presence of
as well. The analysis was conducted assuming an initial temperature
the radiating plates forces the air to divert its trajectory (Figure 6b and c).
(t = 0 s, inactive plate) of 15 °C (Figure 4a). After the activation of the water
In Figure 7a, the speed vectors oriented towards the right near the
strip system, a stratification of temperature is created inside the indus-
inlet, indicating the entry of fresh air, and vectors oriented upwards near
trial shed due to natural convection: the air closest to the work area
the outlet, indicating the air outlet, are reported. Due to the continu-
reaches a temperature around 15.50 - 17.50 °C, whereas the air closest to
ous air exchange, the temperature inside the plant tends to uniform
the radiant plates is around 24-26 °C (Figure 4b). At the same time, the
around a value of 15-16 °C (Figure 7b).
natural convection induces a continuous local mixing of the air that is
It is worth to observe that, in terms of the specific power exchanged
more intense near the hottest surfaces (Figure 5). In the stratified zone
by the water strips in conditions of constant air flow, a value just over
at higher temperature, a speed of 0.33 m s-1 can be reached.
530 W m-1 is reached (Figure 8). This value is approximately 33% higher
In the case of forced convection (case 2), Figure 6 shows the flow field
than that estimated for case 1 (Figure 3).
#70 47
ORIGINAL ARTICLE Conclusions The CFD analysis here reported studied the effect of air circulation on the thermal performance of water strips in an industrial building due, for example, to the presence of a ventilation system.
AiCARR Journal / Vol 70, n. 5, 44 - 48, 2021
that the presence of a constant air exchange leads to an improvement of more than 30% in the performance of the water strip system. It is reasonable to think that other situations of real operation of the system in industrial sheds (such as the opening of doors, windows
Two case studies were modeled and simulated. The first analyzes
or skylights, the presence of hoods or ventilation towers for internal
the performance of the plates in the presence of natural convection
air, and the temperatures of the internal surfaces that are not uniform
only, in a closed environment without any air exchange. This case has
and certainly lower than that of the internal air) can lead to a consider-
the purpose of defining the reference performance. Case 2 is set up to
able increase, in the order of 30% - 40%, of the yield of the water strips
analyze the effect of introducing a constant flow of external air inside the
compared to the nominal data declared in compliance with the oper-
same shed. The numerical results for the studied configuration confirm
ating conditions according to the EN14037 standard.
ACKNOWLEDGMENTS The Authors would like to thank Officine Termotecniche Fraccaro S.r.l. for the data of the hot water strips and kind permission to publish the results. REFERENCES [1] Lazzarin, R., Noro, M., 2020, Energy analysis based on dynamic simulation of industrial heating by radiant modules with condensing unit, AiCARR Journal 62(3):25-29 [2] Schutrum, L.F., Vouris, J.D., 1954, Effects of room size and non-uniformity of panel temperature on panel performance, AHSRAE Transactions 60:1516 [3] Min, T.C., Schutrum, L.F., Parmelee, G.V., Vouris, J.D, 1956, Natural convection and radiation in a panel heated room, AHSRAE Transactions 62:337 [4] Awbi, H.B., Hatton, A., 1999, Natural convection from heated room surfaces, Energy and Buildings 30:233-244 [5] Awbi, H.B., Hatton, A., 2000, Mixed convection from heated room surfaces, Energy and Buildings 32:153-166 [6] Abdul-Jabbar N. Khalifa, 2001, Natural convective heat transfer coefficient - a review II. Surfaces in two- and three-dimensional enclosures, Energy Conversion and Management 42:505-517 [7] Jeong, J.W., Mumma, S.A., 2003, Ceiling radiant cooling panel capacity enhanced by mixed convection in mechanically ventilated spaces, Applied Thermal Engineering 23:2293–2306 [8] Novoselac, A., Burley, B.J., Srebric, J., 2006, New Convection, Correlations for Cooled Ceiling Panels in Room with Mixed and Stratified Airflow, HVAC&R Research, 12:2:279-294
48
#70
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ORIGINAL ARTICLE
AiCARR Journal / Vol 70, n. 5, 49 - 55, 2021 Filippo Busato1*, Alberto Cavallini2
A theoretical study of air change in Italian schools: energetic aspects, air quality and Sars-CoV-2 infection risk assessment Part 2 Approccio teorico sul ricambio d’aria nelle scuole italiane: aspetti energetici, qualità dell’aria e valutazione del rischio di infezione da Sars-CoV-2 Parte 2 1 Telematic University Mercatorum, Rome, Italy 2 University of Padova; Manens-TiFS SpA, Padova, Italy *Corresponding author:
DOI: 10.36164/AiCARRJ.70.05.03
Filippo Busato
Via Panizza 37 36100 Vicenza (VI), Italy filippo.busato@unimercatorum.it tel +39 347 1207174
Abstract
Sommario
Schools are definitely among the highest densely occupied indoor environments with continuous occupation. According to the present knowledge about airborne carried diseases, the infection risk for SARS-CoV-2 could reach significant values especially under poor ventilating conditions. The infection risk can be reduced by dilution of the viral agent concentration, provided by air-change, whether by infiltration, manual aeration (windows opening) or mechanical ventilation. The present work, after a brief survey on ventilation requirements for schools in Italy, compares different strategies to account for dilution both in terms of infection risk control and of energetic and comfort aspects. The paper is split into two parts: this part 2 examines air quality and Sars-CoV-2 risk assessment, while the first one dealt with energetic aspects. Each part has its own specific nomenclature and methodology. Keywords: ▶ SARS-CoV-2 ▶ Mechanical ventilation ▶ Air change ▶ Infection risk ▶ Airborne disease ▶ Schools
Le scuole sono sicuramente tra gli ambienti a più elevato tasso di occupazione continuo. Secondo le attuali conoscenze a proposito delle infezioni che si possono diffondere per via aerobica, il rischio di contagio per SARS-CoV-2 può raggiungere valori elevati soprattutto negli ambienti con scarsa ventilazione. La riduzione del rischio si può ottenere anche attraverso la diluizione della concentrazione dell’agente virale, che avviene per infiltrazione d’aria, aerazione (apertura delle superfici mobili, finestre), ventilazione meccanica. Il lavoro, dopo una sintetica disamina dei requisiti italiani di qualità dell’aria nelle scuole, confronta le diverse strategie per la diluizione sia in termini di contenimento del rischio di contagio sia in termini energetici e di comfort. L’articolo si divide in due parti: questa parte 2 tratta i temi della qualità dell’aria e del rischio di infezione da Sars-CoV-2, mentre la prima parte ha analizzato gli aspetti energetici. Ciascuna parte ha la propria terminologia e metodologia. Parole chiave: ▶ SARS-CoV-2 ▶ Ventilazione meccanica ▶ Ricambio d’aria ▶ Rischio di infezione ▶ Malattie trasmesse per via aerea ▶ Scuole
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ORIGINAL ARTICLE
AiCARR Journal / Vol 70, n. 5, 49 - 55, 2021
NOMENCLATURE C: volume concentration of infectious quanta [quanta m-3] k: removal contribution factor in space by deposition (gravitational settling) [h-1] N: number of successive equal events, considered independent n: initial level of infectious quanta present in volume V (at t = 0) [quanta] P: probability of infection referred to any exposed fully susceptible individual p: pulmonary inhalation rate by one susceptible individual [m3h-1] q: infectious quanta emission rate by one asymptomatic infected individual [quanta h-1] R*: average number of susceptible potentially infected people from one contagious person (reproduction index under the specific situation) t: time [h] V: schoolroom volume [m3] λ: removal contribution factor in space by viral inactivation [h-1] T: temperature [°C]
Introduction
droplets and droplet nuclei [9]. In 1978 Edward C. Riley developed an
Recently a wide scientific production has taken place on peer-reviewed
airborne infection model using an epidemiological study of a mea-
journals on the subject of risk assessment for Sars-CoV-2 infection in
sles outbreak [10]. Following developments of the so called Wells-Riley
indoor environments.
model adjusted the technique with dose-response models to provide
It is ever more widely supported that the SARS-CoV-2 virus can sur-
a more complete risk assessment tool. There has been a lot of discus-
vive as airborne [1]. A consistent review study [2] analyzes how differ-
sion on the drawing of a line between droplet and droplet nuclei/air-
ent factors, such as ventilation rates, direction of airflows, and relative
borne transmission. WHO (World Health Organisation) and the CDC
position of susceptible and infected individuals can affect the proba-
(the Centers for Diseases Control and Prevention) set this line at 5 µm
bility of infection in the indoor environment with several airborne dis-
of mean particle diameter. However relative humidity RH and air tem-
eases. Several papers were published on the probability of infection
perature play a great role in determining this transition, by affecting
in indoor environments according to different HVAC plant types [3],
the evaporation and falling rates. With special regard to virus droplet
and special attention was also given to the context of school rooms.
nuclei, temperature has also its biological effect on the survival rate; for
Virologist Christian Drosten recently stressed on the importance of ven-
example, lower temperature (7-8 °C) seems to be the ideal condition
tilation for German schools [4], stating that ventilation is a major pre-
for airborne influenza survival, while moderate (20-24 °C) and higher (>
requisite to run schools in a healthy mode.
30 °C) temperatures are associated with an increase in the rate of pro-
ASHRAE published a consistent set of papers from March to June
tein and nucleic acid inactivation.
2021, dealing from both technical and computational points of view,
As to the viral load and infectious dose, in 1955 Wells suggested the
with the aspects of infection risk in indoor environment served by sin-
concept of quanta infection as the unit of measure of the infectious
gle zone HVAC systems. The first two papers focus on the description
dose [11]; the quantum of infection is a measurement of the ability of
of the mechanism of infection and the of quanta emission rates [5] and
inhaled particles to cause infection, and must not be confused with the
on the aerosol distribution [6]. The following two papers draw the atten-
number of infectious particles released from the source or inhaled by
tion on minimizing the disease transmission in high occupant density
the recipient. The idea of quantum of infection was used in the Wells-
environments, through the Wells-Riley model [7]. A modified version
Riley equation, which assumes a well-mixed environment (i.e., drop-
of this model is presented to deal with specific and distinct airborne
let nuclei are instantaneously and evenly distributed in a space). Wells
exposure scenarios and to protective measures [8], those being both
defined the quantum of infection as being the infectious dose capa-
facility-related ones such as increased air change rates or filters on recir-
ble of inducing a probability of infection of 0.632 (1 – 1/e) when inhaled
culated air, and occupant-related ones such as different filtration levels
by a fully susceptible individual. The main limitation for the Wells-Riley
of protective face masks.
model application is the estimation process of the quanta generation
In 1934 Wells carried out experiments showing that liquid particles
rate by an infected subject. This rate is usually estimated backwards
expectorated by an individual and greater than 100 μm, called droplets,
from an outbreak case in which the attack rate is substituted back into
would fall to the ground quickly, while particles smaller than 100 µm
the model. This backward estimation assumes that all infection cases
would evaporate before they could reach the ground forming what are
are caused by airborne transmission; influencing factors, such as sur-
called droplet nuclei that could float in the air for hours or even days; his
vival rate, deposition rate, etc., can cause the rate to vary widely in dif-
work became fundamental for understanding the transition between
ferent cases. It is possible to build dose-response models following a
50
#70
ORIGINAL ARTICLE
Filippo Busato, Alberto Cavallini toxicological approach that overcomes the shortcomings of the WellsRiley model; a dose-response model is of course more flexible, but it needs the dose rate data that are not available in the early stages of a
in schools. The infiltration rate is assumed to be 60 m3/h, in between the values calculated for class 1 and 2 of glazing systems.
pandemic, and it takes quite a lot of experimental studies to derive the
With respect to quanta emission rate the value of 8 quanta/h was
information needed to run those kinds of models. A dose response
assumed for an infected student and 50 quanta/h for the instructor.
model could possibly be able to determine how some people can act
These values are slightly increased from those in the literature since
as superspreaders, while in the case of Sars-CoV-2 this is not fully under-
the Delta variant, most likely to be dominant at the beginning of the
stood; however it is believed superspreading is a normal feature of dis-
school year 2021-22, is reported to be somewhat more contagious than
ease spread, and it has been linked to several outbreaks, such as the
the previous ones.
2003 SARS-CoV outbreak in Hong Kong and the 2015 MERS-CoV outbreak in South Korea.
Unlike in previous papers where the reproduction index is considered, e.g. R* in [3], here it is by far preferable to give the “individual probabil-
When assuming the environment as “well-mixed” one should take
ity of infection” P, since the exposed subjects can’t be considered uni-
into account that every environment represents a complex and dynamic
formly susceptible; some of the students might be vaccinated or might
set of interactions among the occupants, appliances, building envelope
have been infected in the past. P refers to “fully susceptible individuals”,
and furniture, and the HVAC system. Therefore the effects of plumes,
because individuals who have had previous events of partial immuniza-
convective forces, air supply velocity and people movements through
tion respond differently and more attenuated to infectious situations.
the environment can strongly affect the concentration distribution of
All of the calculations were performed assuming the room envi-
droplet nuclei in the space. Different types of air distribution (high induc-
ronment as “well-mixed” [3], and “perfectly and instantaneous mixed
tion, displacement) have very different effects that can be somehow
flow”. So viral (or CO2) concentrations of the exhaust air, when windows
defined by their ventilation efficiency; the well-mix assumption can
are opened, are calculated by instantaneous mixing with the inlet fresh
yield accurate outcomes especially when referred to mixing ventilation.
air. So it is likely that the calculated results can lead to more restrictive
Very interesting outcomes came from the study of face mask effi-
conclusions than reality.
ciency, revealing that common knit cotton masks have very low effi-
Since the school is only attended in the mornings, the question
ciency, 0.2 at most, while EOC (three-ply spunbound polypropylene
arises as to what is the probability of infection for a single fully suscep-
mask), procedure and surgical masks scored efficiencies from 0.6 to 0.9.
tible student subjected to several successive identical infections events
In any case the efficiency is always increased by the use of braces or fit-
(N) on a daily basis. The probability can be assessed as that of N inde-
ter to enhance mask sealing. An interesting comparison can be carried
pendent events as per the following formula:
out between the reduction in infection risk achieved through masks
N
and the same effect of an increased ventilation rate. While an increased
P (N events ) = 1- éë1- P (single event )ùû
mask efficiency from 0.2 to 0.6 reduces the infection risk by one order of
It must be noted that for the specific case, where the probability is
magnitude, it needs at least to increase the ventilation rate of an order
expressed with the Poisson formula (Wells-Riley) for evenly probable
of magnitude to achieve the same result.
events, the same result is obtained by calculating the infection probability with respect to the sum of infection doses totally inhaled in the period.
Materials and methods
As to the calculation of CO2 concentration, a constant increase in concentration in respiration is assumed, namely 38 000 ppmv (difference in
Ventilation rates
concentration between exhaled and inhaled air), see [13].
The first part of this work [12] specifically dealt with models and estimation of air change rates by infiltration, manual aeration and mechan-
Results
ical ventilation. This second part deals with the infection risk. Some assumptions were made, as specified hereafter.
Infection risk assessment
As to mask efficiency, a uniform value of 0.5 has been assumed;
Infectious quanta concentration trend over time is calculated as
it’s a medium to low value if compared to those reported in [8], but it
extensively described in [3]; the same reference describes in detail how
also accounts for adjustments due to the non hermetic sealing around
the Wells-Riley model is applied to calculate the individual probability of
mouth/nose given by the ability to wear a mask in the correct way:
infection P. In agreement with the discussion in Reference 3, the values
strict adherence to the rules is not likely to be continuously maintained
assigned to the removal contribution factors in space are: by deposition
#70 51
ORIGINAL ARTICLE
AiCARR Journal / Vol 70, n. 5, 49 - 55, 2021
k = 0.24 h-1; by viral inactivation λ = 0.63 h-1; the initial level of infectious
The second set of plots reports on the results with the same basic
quanta present in volume V (at t = 0) is taken equal to zero. It is assumed
assumptions, but with mechanical ventilation of 40 m3/(h person). It can
that any opening of windows takes place at the end of each lesson hour.
be appreciated that without mask the infection probability falls from
A model was implemented in Matlab environment in order to per-
0.086 (without mechanical ventilation) to 0.017 (Figure 3), and with mask
form the calculations based on the above discussed assumptions and
from 0.022 to 0.0042 (Figure 4). It is a reduction factor by 5, half an order
then calculate the results.
of magnitude. Another interesting result is that mechanical ventilation
The first results show the comparison of infectious quanta concentration in the room with and without mask for the students, the dilution
not only can replace but even can exceed the effect of masks (comparing plots in Figure 1 and in Figure 3).
of quanta being only provided by air infiltration, one student is infected. The inscriptions on the figures also report the individual risk of infection, that after a 5-hour class is equal to 0.086 without mask (Figure 1) and 0.022 with mask (Figure 2), showing a reduction by a factor of 4 due to the use of masks.
Figure 3 – Infectious quanta concentration; one student infected; mechanical ventilation; without masks Figura – Concentrazione di quanta infettanti; uno studente infetto; ventilazione mecca-
Figure 1 – Infectious quanta concentration; one student infected;
nica; senza maschere
infiltration air change only; no masks Figura – Concentrazione di quanta infettanti; uno studente infetto; sola infiltrazione d'aria; senza maschere
Figure 2 – Infectious quanta concentration; one student infected;
Figure 4 – Infectious quanta concentration; one student infected;
infiltration air change only; with masks
mechanical ventilation; with masks
Figura – Concentrazione di quanta infettanti; uno studente infetto; sola infiltrazione d'a-
Figura – Concentrazione di quanta infettanti; uno studente infetto; ventilazione mecca-
ria; con maschere indossate
nica; con maschere indossate
52
#70
ORIGINAL ARTICLE
Filippo Busato, Alberto Cavallini The third set of results in Figure 5 and Figure 6, shows the effect of
The previous considerations are drawn for a single day event, and
manual aeration by windows opening. From [12] an aeration air change
only for the exposure to the contaminated environment during the five
of 200 m3 for a 5-min opening time was selected as an average value.
hours of daily teaching. In the presence of an asymptomatic spreader,
The comparisons between plots in Figure 3 and Figure 5, and subse-
the same situation can repeat itself day after day. This situation is dealt
quently between plots in Figure 4 and Figure 6, show how mechani-
with in the plots of Figure 7 and Figure 8. Only the case of infiltration
cal ventilation let the individual infection probability fall by a factor of
and manual aeration is considered, for sake of brevity and due to the
3, both with and without masks, with respect to natural ventilation by
fact that Italian schools are seldom equipped with mechanical venti-
infiltration alone.
lation systems. As it can be seen, the effect of the amount of air supplied by aeration is relevant; if the manual aeration is low, due to climatic conditions or to short-term windows opening, the risk of infection can increase significantly by almost a factor of 2. As it could be expected, wearing masks reduce the infection risk by a factor of 4.
Figure 5 – Infectious quanta concentration; one student infected; infiltration and manual aeration; without masks Figura – Concentrazione di quanta infettanti; uno studente infetto; infiltrazione e aerazione
Figure 7 – Individual infection risk; one asymptomatic student
manuale; senza maschere
infected; infiltration and manual aeration; without masks Figura – Rischio individuale di infezione; uno studente asintomatico infetto; infiltrazione e aerazione manuale; senza maschere
Figure 6 – Infectious quanta concentration; one student infected;
Figure 8 – Individual infection risk; one asymptomatic student
infiltration and manual aeration; with masks
infected; infiltration and manual aeration; with masks
Figura – Concentrazione di quanta infettanti; uno studente infetto; infiltrazione e aerazione
Figura – Rischio individuale di infezione; uno studente asintomatico infetto; infiltrazione e
manuale; con maschere indossate
aerazione manuale; con maschere indossate
#70 53
ORIGINAL ARTICLE A fifth set of results accounts for a different scenario, where the instructor is infected (instead of one student), and infiltration and aeration by windows opening are considered. This situation is illustrated in the diagrams and inscriptions in Figure 9 and Figure 10.
AiCARR Journal / Vol 70, n. 5, 49 - 55, 2021 CO2 concentration Further calculations were carried out to determine the trend with time of CO2 concentration in the classroom, in the presence of infiltration and manual aeration. The assumption of perfect mixing is also maintained in these sim-
It should be noted that, according to current Italian law, people under
ulations. The plot in Figure 11 shows how infiltration does not provide
the age of 12 cannot be vaccinated. In this situation, in primary and sec-
a sufficient air change in order to maintain the target CO2 concentra-
ondary schools, it may happen that all students must be considered as
tion of 1000 ppmv. Shortly after entrance CO2 concentration exceeds
fully susceptible. In this case, the calculation of the reproduction index
1000 ppmv, and the assumed manual aeration by windows opening
R* shows that, even with full mask on, an infected instructor can cause
isn’t able to bring this value below 1000 ppmv at the end of each open-
at least one infected student after a 2-hour lesson, while without mask
ing. Figure 12 shows how even at the highest aeration rates (350 m3 in
an infected instructor could infect from 3 to 6 students, in the absence
5-min) the mean value of CO2 concentration in 5-hour classes can’t be
of mechanical ventilation.
possibly lower than 2000 ppmv. Although an exact comparison is not possible due to some differences in the situations treated, these results of the trend in indoor CO2 concentrations seem to be quite consistent with the experimental measurements reported in [14].
Figure 9 – Infectious quanta concentration; instructor infected; infiltration and manual aeration; without masks Figura – Concentrazione di quanta infettanti; docente infetto; infiltrazione e aerazione manuale; senza maschere
Figure 11 – CO2 concentration; infiltration and manual aeration Figura – Concentrazione di CO; infiltrazione e aerazione manuale
Figure 10 – Infectious quanta concentration; instructor infected;
Figure 12 – Maximum and average CO2 concentration; infiltra-
infiltration and manula aeration; with masks
tion and manual aeration
Figura – Concentrazione di quanta infettanti; docente infetto; infiltrazione e aerazione
Figura – Concentrazioni di CO massima a e media; infiltrazione e aerazione manuale
manuale; con maschere indossate
54
#70
ORIGINAL ARTICLE
Filippo Busato, Alberto Cavallini
Discussion and conclusions Although affected by the “well-mixed” assumption, which is common to most modelling in this field, the results presented above are interesting in many respects, namely: • the effect of wearing masks is significant, allowing a reduction in quanta concentration and in individual probability of infection by a factor of 4;
• mechanical ventilation not only can “replace” the effects of masks, but can even exceed it; • mechanical ventilation let the individual probability of infection drop by a factor of 3 with respect to natural ventilation/manual aeration; • manual aeration isn’t an effective way to prevent infections; • manual aeration/natural ventilation can’t provide acceptable indoor air quality, with respect to appropriate levels of CO2 concentration.
CONFLICT OF INTEREST The Authors declare the absence of economic or other types of conflicts of interest in all of the phases of the paper preparation. REFERENCES [1] Morawska L, Cao J., Airborne transmission of SARS-CoV-2: The world should face the reality, Environment International 2020, 139, 105730, doi: 10.1016/j. envint.2020.105730. [2] Ai Z.T. , Melikov A. K., Airborne spread of expiratory droplet nuclei between the occupants of indoor environments: a review, Indoor air 2018, doi: 10.1111/ina.12465. [3] Cavallini A., Busato F., Pregliasco F., Remarks on the air recirculation in HVAC systems during the SARS-CoV-2 outbreak: the case of all-air ducted plants, AiCARR Journal, 2020, vol. 63 n.4, 50-55, doi:10.36164/AiCARRJ.63.04.03. [4] Der Spiegel, 2021, https://www.spiegel.de/international/germany/ interview-with-virologist-christian-drosten-i-am-quite-apprehensiveabout-what-might-otherwise-happen-in-spring-and-summer-a-f22c04955257-426e-bddc-c6082d6434d5. [5] Burkett J., Defining viruses and droplets release, ASHRAE Journal, March 2021, 24-29. [6] Burkett J., Airborne transmission and distribution, ASHRAE Journal, April 2021, 10-16. [7] Rothamer D., Sanders S., Reindl D., Bertram T., Minimizing transmission in high occupant density settings – Part 1, ASHRAE Journal, May 2021, 10-17.
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#70 55
COVID-19
Fieradi Milano, allestimentodi una unità di terapiaintensiva di emergenza
Analisi delle scelte progettuali e impiantistiche nell’intervento di realizzazione ex novo di una unità di terapia intensiva all’interno di un edificio fieristico esistente A. Boeche, A. Cavallini, M. Cadorin, G. Cisotto, S. Raccanelli, R. Zecchin*
L
a recente pandemia di Covid-19, tuttora in corso, ha
In quest’ultima direzione, su richie-
portato a un’improvvisa sovraoccupazione delle unità
sta e con il coordinamento della strut-
Nei mesi di marzo e aprile 2020
di terapia intensiva ospedaliere esistenti. Per far fronte
tura regionale sanitaria, Fondazione
Fondazione Fiera Milano ha allestito i
a questa situazione di emergenza, che ha messo a repenta-
Fiera Milano ha messo a disposizione
moduli strutturali e gli impianti per la
glio anche le attività ospedaliere correnti, sono state adot-
in comodato gratuito uno degli edi-
degenza per realizzare l’unità sanita-
tate diverse soluzioni, come la riconfigurazione di altri reparti
fici espositivi esistenti nel vecchio sito
ria temporanea per 157 letti di terapia
ospedalieri esistenti o dismessi o la creazione ex novo di
in zona Portello a Milano. L’edificio in
intensiva, il primo lotto dei quali (53
unità di terapia intensiva dedicate al Covid in spazi esistenti
questione (Padiglioni 1 e 2) si sviluppa
posti letto) è stato realizzato in soli 10
con una diversa destinazione originaria.
su due livelli di grande altezza per una
giorni.
56
#70
superficie totale di 25000 m2.
FIGURA 1
Vista dell’interno dei padiglioni 1 e 2 prima dell’intervento
cittadini e Aziende, che durante la fase più acuta della pandemia hanno voluto esprimere concretamente il loro sostegno per l’assistenza e la cura dei malati di coronavirus I primi contatti dei progettisti con la proprietà dell’edificio per la pianificazione dell’intervento risalgono al 10 marzo 2020. Da quella data, Manens-Tifs, incaricata della progettazione degli impianti termomeccanici ed elettrici, ha iniziato a elaborare il progetto, anticipando il più possibile gli sviluppi alle imprese installatrici selezionate, che hanno potuto iniziare immediatamente i lavori, mentre la progettazione è stata completata alla fine del mese di marzo per realizzare una prima fase, come spiegato di seguito. All’inizio di aprile, i lavori della prima fase sono stati completati e testati, e gli impianti sono entrati in funzione. FIGURA 2 Vista esplosa dei padiglioni della Fiera di Milano, con indicazione (in rosso) delle zone interessate dall’intervento
Allo stesso tempo, i lavori della seconda fase sono stati completati e testati prima della fine di aprile.
Situazione ante operam dei padiglioni La struttura ha potuto essere com-
sottoscrizione, supportata anche da
L’edificio si sviluppa principalmente su due livelli (padi-
pletata in tempi rapidissimi grazie
due quotidiani della città, “Il Giornale”
glione 1 a +0,00 m, altezza netta 12 m, e padiglione 2 a
all’impegno di centinaia di persone che,
e “Libero” ha raccolto oltre 24 milioni
+15,00 m, altezza netta 6,5 m) con una balconata al livello
anche volontariamente, hanno offerto il
di euro, comprensivi delle donazioni di
intermedio (a +7,00 m, altezza netta 5 m) che si affaccia
proprio contributo. Hanno collaborato
NEXI e di Fondazione Ronald; Fonda-
sul livello inferiore, che ospita la reception e i servizi per
all’opera 110 fornitori e 829 tra tecnici e
zione Fiera ha contribuito direttamente
espositori e visitatori. Sul lato opposto a Viale Scarampo,
maestranze, lavorando costantemente –
alla prima dotazione del Fondo con un
una rampa elicoidale permette ai mezzi pesanti degli alle-
senza sosta, 24 ore su 24 – per rispettare
milione di euro.
stitori e dei fornitori di accedere ai diversi livelli e consente
i tempi di realizzazione.
Tutte le opere realizzate, del valore
ai veicoli degli espositori e dei visitatori di raggiungere il
Per finanziare l’operazione Fonda-
pari a oltre 17 milioni di euro, sono poi
parcheggio sul tetto. Le Figure 1 e 2 mostrano i padiglioni
zione Fiera Milano aveva aperto un
state donate al Policlinico. La donazione
coinvolti nell’intervento.
Fondo presso la Fondazione di Comu-
è stata resa possibile, dunque, dall’im-
Per quanto riguarda gli impianti di climatizzazione, i
nità Milano Onlus, che attraverso una
pegno solidale di oltre 6500 donatori,
padiglioni in questione sono collegati a una centrale di
#70 57
riscaldamento e raffreddamento generale che fornisce acqua calda e refrigerata alle sottostazioni dei vari edifici del complesso fieristico. Ognuno dei due padiglioni di cui si tratta è dotato di un impianto di condizionamento integrale a tutta aria con parziale ricircolo variabile suddiviso in più unità di trattamento per una portata totale di circa 300000 m3/h. Dal punto di vista elettrico, i padiglioni sono dotati di una propria cabina elettrica MT/BT collegata alla rete pubblica a 23 kV.
Caratteristiche dell’intervento L’idea progettuale Fin dall’inizio si è deciso di dividere il progetto e la realizzazione dell’intervento in fasi successive indipendenti per una disponibilità immediata di posti letto attivi e per una maggiore flessibilità in relazione alle esigenze successive. Le caratteristiche chiave delle tre fasi di intervento sono
TABELLA 1
Caratteristiche principali delle 3 fasi di intervento
FASE 1 – Padiglione 2 (Livello +15): • otto moduli di degenza per un totale di 53 letti (1 da 4 letti e 7 da 7 letti); • quattro blocchi di servizi (ciascuno situato tra due moduli di degenza) che ospitano le sale di lavoro per medici e infermieri, una zona relax, spogliatoi, magazzini e servizi igienici; • una zona di servizi generali dedicata all’accoglienza e al triage, uffici, laboratorio di analisi, sterilizzazione e diagnostica (TAC, raggi X), nonché spogliatoi e guardaroba. FASE 2 – Padiglione 1 (Livello +0): • sette moduli di degenza per un totale di 104 letti (4 con 14 letti e 3 con 16 letti); • sette blocchi di servizi (adiacenti ai moduli di degenza) che ospitano le sale di lavoro per medici e infermieri, una zona relax, spogliatoi, magazzini e servizi igienici; • una zona di servizi generali dedicata all’accoglienza e al triage, uffici, laboratorio di analisi, sterilizzazione e diagnostica (TAC, raggi X), nonché spogliatoi e guardaroba. FASE 3 – Padiglione 2 (Livello +15): • moduli di degenza per un totale di 64 letti (30 + 34 letti); • un blocco di servizi che ospita le sale di lavoro per medici e infermieri, una zona relax, spogliatoi, magazzini e servizi igienici.
riassunte in Tabella 1. Architettura e strutture Per facilitare le operazioni di progettazione e costruzione, il progetto è stato sviluppato secondo un concetto spaziale ripetitivo composto da moduli, che a loro volta sono raggruppati in blocchi. Dal punto di vista distributivo, i moduli dei blocchi sono di due tipi, simili tra loro: semplici (con una sola fila di sette letti) e doppi (con due file di letti uno di fronte all’altro, parzialmente divisi dalla struttura portante) come illustrato nelle Figure 3 e 4. L’accesso all’ambiente terapeutico avviene attraverso un locale filtro che viene mantenuto in sovrapressione rispetto agli spazi adiacenti. Ogni modulo è inoltre dotato, contiguamente, di
FIGURA 4
58
Modulo singolo (sinistra) e una fila di letti in un modulo doppio (destra)
#70
FIGURA 3 Vista assonometrica della struttura: modulo singolo (sinistra) e modulo doppio con la struttura portante intermedia (destra)
servizi igienici (ventilati separatamente verso l’esterno dell’edificio) e di locali accessori, questi ultimi privi di soffitto proprio e quindi in comunicazione con il volume del padiglione. L’insieme dei moduli in ogni padiglione forma un blocco unitario con un’area contigua di servizi generali che comprende attrezzature di diagnostica per immagini (TAC, RX), laboratori, area medici, triage e spogliatoi, come mostrato in Figure 5 e 6. La struttura portante degli ambienti che compongono l’intervento è costituita da profili in acciaio (vedi Figura 7) con pareti di tamponamento realizzate mediante doppi pannelli in cartongesso e lamiera con trattamento antimicro-
FIGURA 5
Pianta dei blocchi della Fase 1 e della Fase 3
FIGURA 6
Pianta dei blocchi della Fase 2
FIGURA 7
Schema della struttura portante in acciaio
bico. Questa soluzione permette un futuro smontaggio e riutilizzo in un contesto diverso.
Impianti a servizio della struttura Impianti di climatizzazione Come già accennato, i padiglioni esistenti sono dotati di impianti di climatizzazione integrale a tutta aria con ricircolo parziale e variabile, come generalmente si usa per il tipo di ambiente originario. In occasione dell’intervento qui descritto, si è deciso di non modificare la struttura di questi impianti, facendoli funzionare alla massima portata d’aria esterna, e di dotare le nuove unità modulari di impianti autonomi di condizionamento integrale senza ricircolo, prelevando dal volume interno dei padiglioni l’aria già trattata dagli impianti preesistenti. Ogni modulo è quindi servito da una propria unità di trattamento aria (vedi Figura 8) con una portata di 5500 m3/h, corrispondente a un ricambio di 10 Vol/h. Le unità sono dotate di filtrazione HEPA H14 sia dell’a-
#70 59
ria in entrata che di quella in uscita, quest’ultima convogliata direttamente all’esterno. Le unità devono quindi solo bilanciare i carichi termici interni dei moduli e il raffreddamento è assicurato da una batteria a espansione diretta da 10 kW con l’unità condensante posizionata all’esterno. Le unità sono inoltre dotate di una batteria elettrica di emergenza da 15 kW. La mandata e la ripresa dell’aria avvengono per mezzo di condotti, costituiti da pannelli sandwich di poliuretano
FIGURA 8
Schema tipologico di unità di trattamento dell’aria per i moduli di terapia intensiva
FIGURA 9
Disposizione dei condotti d’aria sulla copertura del modulo
e alluminio con trattamento superficiale autopulente e antimicrobico, posti sopra il soffitto dei moduli (vedi Figura 9). L’immissione e la ripresa dell’aria nelle stanze avvengono tramite diffusori a soffitto e griglie ugualmente a soffitto. Gli impianti di climatizzazione sono controllati da un sistema di supervisione dedicato, ospitato in una specifica sala di controllo generale (Control Room), situata nella balconata al primo livello, costantemente presidiata dal personale ospedaliero e accessibile anche dall’esterno per interventi di emergenza. Impianti idrosanitari L’acqua sanitaria è fornita dal sistema generale esistente nei padiglioni e l’acqua calda è prodotta da scaldabagni elettrici locali. Le reti di acque reflue sono state collegate alle predisposizioni esistenti nei pozzetti del pavimento nei padiglioni.
FIGURA 10
60
Schema a blocchi della rete di distribuzione elettrica MT-BT
#70
FIGURA 11
Stoccaggio di gas medicinali
sale di terapia; • sistema di chiamata infermieristica, segnalato anche nei locali di servizio esterni alle sale di terapia. FIGURA 12
Equipaggiamento della trave testaletto per la terapia intensiva
Gli impianti elettrici sono controllati da un sistema di supervisione dedicato, con postazione in sala di controllo. È stato necessario integrare il sistema esistente di protezione contro le scariche atmosferiche sulla copertura dei
per rendere immediatamente operativa
padiglioni, a causa del maggior livello di rischio dei locali
Per l’alimentazione delle nuove
la prima fase appena allestiti i letti. La
ospedalieri rispetto all’uso espositivo.
utenze si è deciso di non intervenire
Figura10 mostra lo schema generale a
sugli impianti elettrici esistenti, adot-
blocchi dell’impianto elettrico.
Impianti elettrici e speciali
Impianto di gas medicinali
tando invece una soluzione autonoma
In adiacenza a ogni modulo e
Il progetto comprende anche un sistema completo
a noleggio con installazione esterna,
blocco di servizi si trova il relativo qua-
per lo stoccaggio (vedi Figura 11) e la distribuzione dei gas
basata su una cabina MT/BT dotata di
dro elettrico dedicato alla distribuzione
medicali, in particolare ossigeno, aria compressa strumen-
due trasformatori da 2500 kVA ciascuno
secondaria e terminale
tale (ottenuta per mezzo di compressori), aria compressa pura (ottenuta miscelando ossigeno e azoto da serbatoi
e tre gruppi elettrogeni da 900 kVA cia-
I moduli sono dotati dei consueti
scuno, tutti all’interno di container. Per
impianti di illuminazione ordinaria e
una continuità assoluta al servizio delle
di emergenza (con plafoniere stagne
La distribuzione è stata eseguita in tubo di rame con
utenze mediche e informatiche, è stato
e sanificabili) e di alimentazione elet-
pannelli di zona e collegamenti finali alle prese delle travi
installato un nuovo gruppo di conti-
trica, con prese di vario tipo sia sulle travi
testaletto e alle altre utenze (vedi Figura 12).
nuità con scomparti modulari con una
testaletto che sulle pareti.
criogenici) e aspirazione endocavitaria.
Conclusioni
potenza totale di 500 kVA (+250 kVA di
Gli impianti elettrici speciali sono
riserva “calda”) e un’autonomia di un’ora.
autonomi rispetto ai già citati impianti
Il layout generale del sistema di distribu-
generali delle sale e consistono in:
di realizzare, in un arco di tempo molto breve (venticinque
zione elettrica è mostrato nelle Figure
• impianto di rilevazione fumi e incendi,
giorni dall’incarico di progettazione all’avvio del primo
con una propria centralina situata
reparto di terapia), una struttura medica complessa basata
nella Control Room e interfacciata con
unicamente sulla disponibilità di un volume edilizio suffi-
l’impianto generale della Fiera;
cientemente ampio e libero da vincoli interni.
5 e 6. Le potenze elettriche assunte nella progettazione sono state stimate in via
L’esperienza sopra descritta ha dimostrato la possibilità
preliminare con adeguata ridondanza
• sistema fonia e dati (categoria 6a) con
e riserva, con riferimento alla configura-
terminali nelle travi testaletto e nelle
zione finale, in quanto il sistema doveva
sale di controllo; la fonia è riportata
Gianmaria Cisotto, Silvio Raccanelli, Roberto Zecchin,
essere rapidamente attivato in tempo
anche nei locali ausiliari esterni alle
Manens-Tifs S.p.A., Padova
* Adileno Boeche, Alberto Cavallini, Massimo Cadorin,
#70 61
Trend di mercato
Sistemi ibridi
factory-made per il condominio Grazie anche alla spinta del Superbonus 110% si sta assistendo allo sviluppo di sistemi ibridi commerciali destinati agli edifici condominiali. I risultati di un caso di studio F. Minchio*
L’
applicazione di sistemi ibridi cosiddetti factory-made
consente di ottenere importanti risparmi
nasce originariamente orientata agli edifici unifami-
di energia primaria ed economici.
Superbonus e contesto condominiale
liari. Lo sviluppo recente del mercato, accompagna-
L’articolo analizza le applicazioni di
La maggioranza degli impianti con-
to soprattutto dall’introduzione del Superbonus 110%, ha
sistemi ibridi in ambito condominiale,
dominiali di tipo centralizzato esistenti
portato all’introduzione di prodotti di potenza maggiore
riportando i risultati di un caso studio
di media e grande dimensione, utilizza-
destinati in particolare a condomini. Nella riqualificazione di
relativo a un condominio proposto su
no generatori di calore a combustione,
impianti centralizzati di edifici esistenti, tipicamente alimen-
diverse località con condizioni climati-
se si eccettuano i condomini di recente
tati a radiatori, l’applicazione di sistemi ibridi ad alta potenza
che diverse.
realizzazione. L’introduzione del Super-
62
#70
bonus 110% ha riportato fortemente
potenza elettrica necessaria molto
limitate a causa dello sviluppo in verticale di questa tipo-
l’attenzione sulla riqualificazione ener-
elevata per servire la pompa di calo-
logia di edifici, consentendo percentuali di autoconsumo
getica degli edifici esistenti, specialmen-
re; quando la potenza elettrica richie-
ottenibili non sempre particolarmente elevate.
te condominiali. Il Superbonus 110%,
sta supera i 100 kW, è quasi sempre
Le considerazioni precedenti, unite inoltre alla neces-
come noto, pone condizioni tecniche
imposta dal gestore di rete una con-
sità in taluni casi di ottimizzare l’investimento, possono
vincolanti, in primis l’ottenimento di un
nessione in MT, con la realizzazione di
far propendere il progettista per scegliere una soluzione
doppio salto di classe energetica oltre al
una nuova cabina di trasformazione
cosiddetta ibrida, cioè un impianto costituito da una o
rispetto di specifiche tecniche minime.
ove non presente, con conseguenti
più pompa di calore elettriche e una (o più) caldaia/e a
La determinazione della classe
tempistiche e costi incompatibili con
condensazione.
energetica ai sensi delle Linee Guida
il superbonus 110%;
Al fine, tuttavia, di accedere al Superbonus 110% (ma
Nazionali è basata sull’energia primaria
• il sottosistema di emissione degli im-
anche al tradizionale Ecobonus o al Conto Energia Termi-
globale non rinnovabile, in conformi-
pianti condominiali è nella stragrande
co) non è possibile realizzare un sistema ibrido qualsiasi,
tà alle UNI TS 11300. Ai fini del salto di
maggioranza dei casi costituito da ra-
ma quest’ultimo deve rispettare specifici requisiti (nello
classe energetica, l’impiego di pompe
diatori; in assenza di un intervento di
specifico la definizione di pompa di calore ibrida “fac-
di calore risulta particolarmente vantag-
riqualificazione dell’involucro edilizio
tory-made”). Se prima dell’arrivo del Superbonus esisteva-
gioso. L’energia elettrica presenta infatti
e in presenza di impianti progettati
no esclusivamente sistemi ibridi residenziali monofamiliari
un fattore di conversione dell’energia
per operare con temperature di man-
di piccola taglia, oggi sono state introdotte anche soluzioni
primaria non rinnovabile tale per cui
data di progetto molto elevate, lad-
commerciali con taglie fino a 400 kW di potenza termica
con SPF (Seasonal Performance Factor)
dove non ci siano le condizioni per la
nominale o superiori.
di circa 2, si ha un vantaggio rispetto
sostituzione dei radiatori adeguandoli
anche alla miglior caldaia a condensa-
per operare con temperature di man-
zione per ogni kWh termico prodotto.
data inferiori, operare esclusivamente
Tale vantaggio può essere facilmente
in pompa di calore porta a prestazio-
amplificato provvedendo a installare un
ni stagionali non ottimali, con conse-
impianto fotovoltaico che introduce nel
guenti costi di esercizio non partico-
calcolo unicamente energia primaria
larmente competitivi;
Di seguito si descrivono le caratteristiche e i requisiti prestazionali di questi sistemi.
I sistemi factory-made ibridi “commerciali” Il contesto legislativo Il D.M. 6 agosto 2020 c.d. “Decreto Requisiti” definisce
• vi possono essere oggettivi proble-
le caratteristiche tecniche dei sistemi ibridi che possono
È chiaro quindi che, nella scelta di
mi di spazio per la collocazione delle
accedere alle detrazioni fiscali: si tratta in primis di “impianti
interventi impiantistici “trainanti” al fine
pompe di calore all’esterno dell’edifi-
dotati di apparecchi ibridi, costituiti da pompa di calore in-
di garantire il salto di due classi energeti-
cio, soprattutto nel caso di macchina
tegrata con caldaia a condensazione, realizzati e concepiti
che, la presenza di una pompa di calore
di grande potenza: non sempre sono
per funzionare in abbinamento tra loro”.
è spesso di fondamentale importanza.
disponibili spazi comuni ampi, la cen-
A oggi la conformità alle richieste del D.M. 6 agosto
Il mercato delle pompe di calore
trale termica è collocata in posizioni in
2020 è garantita solo se lo stesso produttore realizza un
può offrire prodotti in grado di operare
cui è complesso pensare a soluzioni
sistema integrato e concepito fin dall’origine per un fun-
con elevati COP anche in presenza di
canalizzate; la collocazione in quota
zionamento abbinato, per quanto fisicamente pompa di
impianti ad alta temperatura; se, tutta-
(su copertura piana ove presente),
calore e caldaia a condensazione possano essere separati
via, per gli edifici unifamiliari è più facile
può essere una opzione ma introdu-
fra loro. Non è invece ammissibile alle detrazioni un sistema
trovare soluzioni per sostituire integral-
ce costi elevati per la posa in opera,
pompa di calore + caldaia realizzato in sito e multimarca.
mente le caldaie con pompe di calore,
e potrebbe evidenziare problemati-
Analoghe indicazioni sono riportate nelle Regole Applica-
in ambito condominiale si ravvisano
che strutturali tali da dover limitare
tive GSE relative al Conto Energia Termico.
molto spesso alcune criticità:
il carico;
rinnovabile.
Tale condizione viene per altro attestata dai produttori
• non sempre è possibile realizzare un
• al fine di ottimizzare il sistema è sicu-
con specifiche dichiarazioni di conformità relative ai diversi
intervento di riqualificazione dell’in-
ramente utile realizzare un impianto
sistemi ibridi, ai quali è associata una documentazione
volucro edilizio, pertanto le potenze
fotovoltaico, intervento trainato dal
tecnico commerciale che definisce in ogni suo aspetto
termiche in gioco possono risultare
Superbonus, tuttavia le superfici uti-
l’abbinamento pompa di calore – caldaia a condensazione;
molto rilevanti, determinando una
lizzabili per l’installazione, spesso sono
le dichiarazioni, inoltre, forniscono i dati tecnici nominali
#70 63
TABELLA 1
Valori di COP minimi D.M. 6 agosto 2020 (rif. Norma UNI EN 14511 – prestazioni a pieno carico)
Tipologia
Punto di lavoro COP
COP (macchine ON-OFF)
COP (macchine con inverter)
Punto di lavoro
EER (macchine ON-OFF)
EER (macchine con inverter)
Aria/acqua con potenza termica utile riscaldamento fino a 35 kW
A7/W35 (COP)
4,1
3,895
A30/W18 (EER)
3,8
3,61
Aria/acqua con potenza termica utile riscaldamento superiore a 35 kW
A7/W35 (COP)
3,8
3,61
A30/W18 (EER)
3,5
3,325
indispensabili per le diverse verifiche prestazionali. Premesso che l’intervento deve riguardare la sostituzione integrale o parziale di sistemi di climatizzazione invernale esistenti, oltre all’elemento essenziale appena visto relativo alla concezione del sistema, un sistema ibrido
Hybrid Manager
deve avere le seguenti caratteristiche: • il rapporto tra la potenza termica utile nominale della pompa di calore e la potenza termica utile nominale della caldaia deve essere ≤ 0,5. • il coefficiente di prestazione (COP) della pompa di calore deve essere maggiore o uguale ai valori minimi riportati in Tabella 1. Con riferimento alle pompe di calore aria-acqua, che a oggi costituiscono la sola tipologia di pompa di calore utilizzata nei sistemi ibridi, i limiti, ancora sono riportati nella Tabella 1. • la caldaia deve essere del tipo a condensazione e il rendimento termico utile, a carico pari al 100% della potenza termica utile nominale deve essere ≥ 93 + 2 log Pn5. Per valori superiori a 400 kW, nel calcolo del logaritmo si
Hybrid Manager
applica il limite massimo corrispondente a 400 kW. Il fabbricante deve poi provvedere a predisporre documentazione riportante schemi tecnici e funzionali, indicazioni per l’installazione, l’uso e la manutenzione del sistema. Poiché per l’accesso al Superbonus non è possibile superare la potenza installata ante intervento per più del 10%, ENEA ha chiarito che tale verifica nel caso dei sistemi ibridi riguarda la potenza termica nominale delle caldaie a condensazione (e non la somma della potenza della
FIGURA 1
Schemi funzionali di riferimento con una pompa di calore (in alto) o con pompe di calore modulari (in basso)
pompa di calore e della caldaia). • un sistema di regolazione integrato
calda sanitaria non sia centralizzata), è
(hybrid manager), che in funzione dei
prodotta attraverso un accumulo sani-
da (si vedano gli schemi di Figura 1):
diversi parametri gestisce il funziona-
tario dedicato, che di norma è dotato
• una o più pompe di calore, normalmente aria-acqua;
mento dei due generatori.
di due scambiatori: uno dedicato alla
Ibridi commerciali: caratteristiche tecniche I sistemi ibridi commerciali sono tipicamente costituiti
• una o più caldaie a condensazione; • un sistema di accumulo inerziale/separatore idraulico, sul quale operano entrambi i generatori; 64
#70
La produzione di acqua calda sanitaria, qualora richiesta (non è infrequente che nei contesti condominiali l’acqua
pompa di calore, nella parte più bassa, e uno collegato alla/e caldaia/e. È indubbiamente interessante la
cascata di pompe di calore (efficienza ai carichi parziali e vantaggi acustici). Dal punto di vista della strategia di dimensionamento, normalmente in applicazioni commerciali viene scelto un sistema ibrido in cui la potenza termica delle caldaie è in grado di coprire la potenza di progetto; solo in applicazioni con sistemi a bassa temperatura si considera la somma delle potenze termiche di pompa di calore e caldaia alle condizioni di progetto, con una pompa di calore che opera su tutto il range di temperatura (Figura 2). Le modalità di funzionamento in regime invernale possono essere infatti: • funzionamento solo pompa di calore (con temperatura aria esterna più elevata e basso carico termico); • funzionamento combinato pompa di calore-caldaia (con FIGURA 2
Copertura del carico termico con caldaie e pompe di calore nel caso tipico di sistemi radianti
l’aumentare del carico termico); • funzionamento della sola caldaia condensazione, al di sotto della cosiddetta temperatura di cut-off, temperatura dell’aria esterna alla quale si “impone” lo spegnimento della pompa di calore (si veda Figura 3). La scelta della temperatura di cut-off è operata dal progettista sulla base delle caratteristiche dell’impianto e valutazioni di carattere tecnico-economiche. Dal punto di vista tecnico, i vincoli derivano essenzialmente da eventuali limiti prestazionali della pompa di calore connessi ad esempio alle prestazioni in sbrinamento. Dal punto di vista energetico, considerando i fattori di conversione di cui al D.M. 26 giugno 2015, il COP di pareggio per una pompa di calore è dal punto di vista dell’energia primaria non rinnovabile pari a:
FIGURA 3
Copertura del carico termico con caldaie e pompe di calore nel caso tipico di sistemi con radiatori
COPpdc =
fp ,nren,el fp ,nren,gasnat
× hcaldaia =
1,95 × hcaldaia = 1,857 × hcaldaia 1,05
Se si considera invece l’energia primaria totale è invece possibilità di realizzare elevate potenze
dei suoi componenti.
pari a:
termiche con soluzioni modulari, che
In termini di principio la regolazione
possono spesso risolvere problema-
di un sistema ibrido, opportunamente
tiche collegate alla collocazione delle
sviluppata, permette di enfatizzare l’effi-
pompe di calore, riducendo ingombri,
cienza grazie a particolari logiche come
Appare chiaro che, anche senza considerare un contri-
pesi e l’impatto sonoro rispetto a una
ad esempio la gestione della modula-
buto di energia da fotovoltaico, i valori di COP mediamente
soluzione con unica pompa di calore.
zione dei generatori (evita il continuo
ottenibili da una pompa di calore sono superiori a quello
Tecnicamente il sistema è concepito
on-off di un’integrazione a punto fisso);
limite, anche con temperature di esercizio più elevate.
dal produttore per operare integrato,
la gestione dell’integrazione secondo
con regolazioni e parametri di funzio-
calcolo integrale (intervento più effi-
namento ottimizzati in funzione delle
cace delle risorse disponibili); vantaggi
Dal punto di vista economico, poiché la struttura di
caratteristiche tecniche e prestazionali
derivanti dalla possibilità di gestire una
costo dell’energia elettrica è diversa da quella del gas na-
COPpdc =
fp ,tot ,el fp ,tot ,gasnat
× hcaldaia =
2, 42 × hcaldaia = 2,3 × hcaldaia 1,05
Analoghi ragionamenti si potrebbero fare considerando le emissioni di gas serra equivalenti.
#70 65
TABELLA 2
Caratteristiche del condominio CARATTERISTICHE CONDOMINIO
Numero unità
18
N. piani fuori terra Superficie utile riscaldata
1360 m2
Volume lordo riscaldato
5629 m3
Destinazione d'uso
FIGURA 4
2
residenziale
Anno costruzione
1970
Rapporto S/V
0,62
Planimetria del piano tipo del condominio
turale, in particolare in presenza di impianti operanti ad
TABELLA 3
Caratteristiche involucro edilizio
alta temperatura, al di sotto di certe temperature dell’aria
CARATTERISTICHE INVOLUCRO EDILIZIO
esterna, il costo di esercizio della pompa di calore potrebbe essere superiore a quello della caldaia. Il COP di pareggio economico varia, pertanto, in funzione dei prezzi e del tipo di utenza: Cos toel [ Euro / kWh] COPpdc = × PCIgas [ kWh / Sm3 ]× hcaldaia Cos togas [ Euro / Sm3 ]
Trasmittanze termiche involucro
U W/(m2 K)
Muratura esterna perimetrale principale
blocchi forati non isolata
Solaio verso sottotetto
laterocemento con isolamento 4 cm lana di roccia
0,607
Serramenti
vari legno vetro singolo, legno vetrocamera, PVC vetrocamera
3-5
1
Sulla base dei diversi aspetti descritti, il progettista fa le proprie considerazioni tecniche e sceglie la temperatura di cut-off.
TABELLA 4
Caso studio: valutazione del salto di classe Al fine di valutare l’effetto dell’introduzione di un siste-
Potenza termica di progetto per le diverse località
Località
Gradi Giorno DPR 412/93
di progetto Zona climatica Potenza(kW)
Tprog [°C]
Milano
2404
E
97,3
-5
ma ibrido “factory-made” in un contesto condominiale, si
Bolzano
2791
E
134,6
-15
è sviluppato un caso studio partendo da un condominio
Roma
1415
D
76,5
0
reale (Figura 4) effettivamente esistente in Lombardia, ma
Napoli
1034
C
71
2
riportando la struttura costruttiva dello stesso anche in altre tre località (Bolzano, Roma, Napoli). Le caratteristiche del condominio preso in esame sono una buona parte degli appartamenti
obbligatoriamente l’intervento prevede
Si tratta di un condominio anni ’70, con muratura costi-
utilizza sistemi split per il raffrescamento.
l’introduzione di regolazione climatica
tuita da mattoni forati non isolata, sottotetto disperdente
Il sottosistema di emissione prevede
e l’installazione di valvole termostati-
(isolato con pannello di lana di roccia di 4 cm); i serramenti
l’impiego di radiatori privi di valvole ter-
che su tutti i radiatori, con conseguente
sono diversi nelle diverse unità, poiché alcuni inquilini
mostatiche.
introduzione di un sistema a portata
indicate in Figura 4 e nella Tabella 2.
hanno sostituito i serramenti in vetro singolo in legno con serramenti in vetrocamera (legno o PVC) (Tabella 3). L’impianto preesistente è costituito da una caldaia
La potenza di progetto dell’edificio
variabile. I generatori operano su un ac-
è riportata in Tabella 4 per le diverse
cumulo inerziale comune come visto
località.
negli schemi delle figure precedenti.
standard a basamento con bruciatore bi-stadio e regola-
Si ipotizza di intervenire attraverso
La selezione è stata effettuata sulla
zione climatica di centrale. L’impianto di produzione acqua
la sostituzione del generatore di calore
base del catalogo di un produttore, per-
calda sanitaria è autonomo per singola unità immobiliare
esistente con un sistema ibrido com-
tanto, in funzione della potenza di pro-
(la maggioranza utilizza boiler a gas naturale), mentre
merciale, in ambito Superbonus 110%;
getto e delle combinazioni disponibili,
66
#70
ci possono essere alcune differenze nel
un salto di due classi energetiche, con
soluzione con 2 pompe di calore di taglia inferiore, poiché
rapporto fra potenza pompa di calore e
una riduzione dell’energia primaria di
con una pompa di calore da 50 kW unica non si raggiun-
potenza della caldaia a condensazione
oltre il 30%, raggiungendo l’obiettivo
geva l’obiettivo.
(Tabella 5).
richiesto per l’accesso al Superbonus
Il calcolo della prestazione energetica riportata è stato
È stata determinata la prestazio-
110%. Non sempre, tuttavia, attraverso
effettuato con una temperatura di cut-off pari a 7 °C, al fine
ne energetica sia ante intervento che
l’adozione di un sistema ibrido è pos-
di verificare una condizione prudenziale; come meglio illu-
post-intervento attraverso la metodolo-
sibile raggiungere l’obiettivo del salto
strato successivamente, sono stati sviluppati calcoli anche
gia di calcolo conforme alla legislazione
di classe in assenza di altri interventi
per temperature di cut-off inferiori.
vigente con il software certificato CTI
combinati ed è necessario individuare
Il metodo di calcolo delle UNI TS 11300-4 basato sulla
Edilclima EC 700.
la combinazione ottenibile fra le pro-
determinazione dei BIN di temperatura, in funzione della
Come si può osservare dalla in Ta-
poste dei diversi produttori, sfruttando
distribuzione risultante dei BIN stessi, può avere un’influen-
bella 6 in tutte le località considerate,
anche configurazioni con più pompe di
za nel determinare una peggiore o migliore prestazione del
anche senza considerare l’installazione
calore. A Bolzano, ad esempio, il salto di
sistema, anche in presenza di temperature medie mensili
di un impianto fotovoltaico, si ottiene
due classi è stato ottenuto scegliendo la
inferiori come nel caso di Bolzano. Inoltre, il criterio di ripartizione effettuato dall’algoritmo di calcolo, influenza i fattori di carico e di conseguenza i COP determinando
TABELLA 5
effetti non semplicemente prevedibili a priori.
Caratteristiche dei sistemi ibridi commerciali previsti nei casi in esame
La regolazione impostata che prevede valvole termo-
Potenza pompe di calore (kW) @A7W35
Potenza caldaie (kW)
Numero PDC
Numero Caldaie
statiche e curva climatica, determina una temperatura di
Milano
50,4
105
1
1
mandata massima a -5 °C di 70 °C con un’inclinazione della
Bolzano
52
133,8
2
2
curva climatica stessa di -1,75. kW/°C. Le pompe di calore
Roma
36
87,4
1
1
hanno una temperatura di mandata massima impostata
Napoli
36
87,4
1
1
a 60 °C, come da dati forniti dal costruttore. Allo scopo di analizzare come si modifica la prestazione energetica al variare della scelta della temperatura di
TABELLA 6
Confronto fra APE convenzionale ante e post sostituzione con sistema ibrido nelle diverse località ANTE INTERVENTO
cut-off ipotizzata, in particolare per Milano e Bolzano si sono effettuate diverse simulazioni; a Roma e Napoli per
POST-INTERVENTO
la particolare ripartizione dei carichi rispetto alle frequenze
Epgl, nren (kWh/(m2 anno))
CLASSE ANTE INTERVENTO
Epgl, nren (kWh/(m2 anno))
CLASSE POSTINTERVENTO
dei BIN e per le temperature più elevate, già con una tem-
Milano
183,95
E
126,07
C
peratura di cut-off di 5 °C, si massimizza il contributo della
Bolzano
183,3
E
111,11
C
pompa di calore, che non può andare oltre per ragioni di
Roma
108,89
C
73,06
A1
limiti di potenza termica. A Milano e Bolzano oltre al limite
Napoli
97,53
C
65,85
A1
di potenza termica, subentra anche un limite connesso alla
TABELLA 7
Copertura dei fabbisogni con pompa di calore e indici di prestazione energetica nelle diverse località al variare della temperatura di CUT-OFF MILANO
BOLZANO
ROMA
Tcut Off
Indice prestazione globale
Copertura pompa di calore
Indice prestazione globale
Copertura pompa di calore
Indice prestazione globale
Copertura pompa di calore
°C
kWh/ (m2 anno)
%
kWh/ (m2 anno)
%
kWh/ (m2 anno)
%
7
126,07
41,03%
111,11
50%
73,6
70%
5
121,06
58,31%
107,47
59%
71,21
78%
0
119,33
65,49%
104,89
70%
71,21
78%
-2
119,33
65,49%
106,08
73%
-15
119,33
65,49%
106,08
73%
#70 67
zano vi sia un punto di ottimo che non corrisponde alla copertura massima possibile, in relazione alle temperature più rigide. Chiaramente tutte queste valutazioni sono strettamente connesse alle caratteristiche prestazionali delle pompe di calore considerate. Nel caso di Milano è stato sviluppato anche un calcolo con simulazione oraria dei fabbisogni energetici, utilizzando il metodo UNI EN ISO 52016; ciò che emerge è una più sensibile variabilità alla temperatura di cut-off, con la copertura della pompa di calore che passa dal 29% a 7 °C fino all’80% con la pompa di calore senza limitazioni di funzionamento. È evidente che questo tipo di simulazioni, se finalizzate alla valutazione dei fabbisogni energetici reali e dei curva climatica e alla temperatura massima di mandata
pertura del fabbisogno con la pompa
consumi, debbano essere realizzate con
della pompa di calore.
di calore, l’effetto in termini di riduzione
metodi orari e in regime reale, per via
Dall’analisi, per quanto non generalizzabile e riferita al
dell’indice di prestazione energetica, per
dei limiti intrinseci sia delle ipotesi di
caso specifico, si può notare (Tabella 7) come la copertura
quanto presente, è dell’ordine del 5%
calcolo nelle condizioni standard sia del
del fabbisogno con pompa di calore passi da un minimo
massimo. Ciò perché la maggior coper-
metodo UNI TS 11300-4 con particolare
del 40% fino a circa il 70% a Milano e Bolzano, mentre a
tura avviene nei BIN con temperatura
riferimento alla ripartizione dei carichi
Roma arriva anche al 78%. Se l’effetto dell’abbassamento
inferiore e quindi con COP più basso;
fra i diversi BIN.
della temperatura di cut-off è rilevante in termini di co-
interessante è osservare come a Bol-
Conclusioni Il Superbonus 110% ha rinnovato
BIBLIOGRAFIA
[1] D.M. 26 giugno 2015 Linee guida nazionali per la certificazione energetica degli edifici [2] D.M. 6 agosto 2020 Requisiti tecnici per l’accesso alle detrazioni fiscali per la riqualificazione energetica degli edifici – cd. Ecobonus. [3] UNI, UNI/TS 11300-1:2014 Prestazioni energetiche degli edifici – Parte 1: Determinazione del fabbisogno di energia termica dell’edificio per la climatizzazione estiva e invernale, 2013 [4] UNI, UNI/TS 11300-2:2019 Prestazioni energetiche degli edifici – Parte 2: Determinazione del fabbisogno di energia primaria e dei rendimenti per la climatizzazione invernale, per la produzione di acqua calda sanitaria, per la ventilazione e per l’illuminazione in edifici non residenziali, 2019 [5] UNI, UNI/TS 11300-3:2010 Prestazioni energetiche degli edifici – Parte 2: Determinazione del fabbisogno di energia primaria e dei rendimenti per la climatizzazione invernale, per la produzione di acqua calda sanitaria, per la ventilazione e per l’illuminazione in edifici non residenziali, 2019 [6] UNI, UNI/TS 11300-4:2012 Prestazioni energetiche degli edifici – Parte 4: Utilizzo di energie rinnovabili e di altri metodi di generazione per la climatizzazione invernale e per la produzione di acqua calda sanitaria [7] UNI, UNI/TS 11300-5:2016 Prestazioni energetiche degli edifici – Parte 5: Calcolo dell’energia primaria e della quota di energia da fonti rinnovabili [8] Gestore dei Servizi Energetici, GSE, Regole Applicative del D.M. 16 febbraio 2016 [9] D.M. 16 febbraio 2016, aggiornamento della disciplina per l’incentivazione di interventi di piccole dimensioni per l’incremento dell’efficienza energetica e per la produzione di energia termica da fonti rinnovabili [10] UNI, UNI EN 52016:2018 Prestazione energetica degli edifici – Fabbisogni energetici per riscaldamento e raffrescamento, temperature interne e carichi termici sensibili e latenti – Parte 1: Procedure di calcolo
l’interesse verso la riqualificazione degli edifici condominiali; le caratteristiche e i limiti di questi edifici in relazione alla riqualificazione impiantistica, uniti all’esigenza di accedere all’incentivazione trova una soluzione tecnica molto interessante nei sistemi ibridi commerciali di maggiore potenza. Anche in condizioni climatiche più rigide, come in zona climatica E, un sistema ibrido può garantire come unico intervento il salto di due classi energetiche, senza contare l’ulteriore miglioramento ottenibile utilizzando impianti fotovoltaici.
* Fabio Minchio, Studio 3F Engineering 68
#70
AiCARR informa
www.aicarr.org
a cura di Lucia Kern
Bilancio positivo per il 52º Convegno internazionale AiCARR
Idrogeno e fuel cells: è già in programma una nuova edizione del corso Ha sollevato grande interesse il nuovo corso di AiCARR Formazione dedicato a idrogeno e fuel cells: l’appuntamento in calendario l’8 novembre in diretta web ha fatto registrare il “tutto esaurito” e, date le numerose richieste di partecipazione che continuano a pervenire, è già in programma il 15 dicembre una nuova edizione di questa proposta di aggiornamento dedicata a progettisti e altri professionisti del settore. L’interesse, espresso anche dalla Comunità Europea, su questa tecnologia è dovuto alla versatilità dell’idrogeno che, unitamente ad altre tecnologie, può offrire una valida soluzione al problema della riduzione di emissioni, utilizzato nel settore industriale e residenziale, in sostituzione ai combustibili fossili, per la produzione di energia e calore, puro o in miscela col gas naturale, sia attraverso processi elettrochimici con celle a combustibile sia come un carburante tradizionale, per ottenere una combustione a zero emissioni di CO2. Anche se c’è ancora parecchia strada da compiere, la tecnologia dell’idrogeno e quella della sua più naturale applicazione, le celle a combustibile (fuel cells), si configurano tra le più promettenti tra le energie sostenibili.
“Si è concluso con successo il 52º Convegno internazionale AiCARR, con viva partecipazione in presenza (finalmente) e da remoto. L’entusiasmo e l’attiva collaborazione dei partecipanti hanno reso emozionante questa ripresa, che è stata una preziosa occasione per ricominciare, con cautela, a svolgere eventi associativi in presenza. L’ampiezza e la profondità delle interessanti presentazioni dal respiro internazionale da parte del mondo della ricerca, delle professioni e dell’industria, con le importantissime relazioni a invito, hanno dato
risalto a un evento che speriamo sia solo il primo di una lunga serie di incontri in presenza”. Così il Presidente di AiCARR Filippo Busato ha commentato le due giornate del Convegno internazionale AiCARR “HVAC e salute, comfort, ambiente”, organizzato il 3 e 4 settembre scorsi, online e live a Vicenza, per tracciare il punto sugli impianti HVAC nell’ottica di risparmio energetico, salubrità e comfort degli ambienti interni, partendo dall’attuale emergenza sanitaria per guardare al futuro e al dopo pandemia.
Estendere il Superbonus 110% oltre il 2023: il commento del Presidente Busato
Con la nota di aggiornamento al Def, approvata il 29 settembre dal Consiglio dei Ministri, la misura del Superbonus 110% è stata prorogata al 2023. Ma AiCARR chiede già di guardare avanti e lavo-
rare per una proroga oltre tale data. “Togliendo l’incentivazione – ha dichiarato il Presidente di AiCARR Filippo Busato in una nota inviata alla stampa - rischieremmo di fare un buco nell’ac-
BACS, EN 15232-1 e SRI: il nuovo corso “in pillole” È pensato per progettisti, Energy Manager, installatori elettrici e meccanici, tecnici di enti ispettivi pubblici o privati il nuovo corso “in pillole”, in programma in diretta web il 30 novembre, dedicato ai BACS - Building Automation & Control Systems. Tutti gli impianti, anche quelli apparentemente più semplici, necessitano di essere automatizzati per poter esprimere tutta la loro potenziale efficacia ed efficienza. Energia elettrica e termica sono legate da generatori che usano vettori energetici di diversa natura e di costo differente. L’avvento del prosumer comporta la creazione di sistemi che possono sfruttare adeguatamente l’energia rinnovabile quando è presente e magari, in certi momenti, sovrabbondante. L’inerzia dei carichi termici deve essere sfruttata per essere resa un vantaggio e non più un problema. Oggi è necessario addirittura preve-
AiCARR informa dere la destinazione d’uso degli ambienti, i quali devono poter essere regolati in maniera indipendente in termini di temperatura, umidità e qualità dell’aria. I consumi devono essere contabilizzati e mostrati agli utenti finali e agli occupanti per sensibilizzarli a un uso più razionale dei corpi scaldanti. Servono, quindi, dei bus di comunicazione che possano far circolare le informazioni sia all’interno dell’edificio che all’esterno. I dati registrati e immagazzinati devono poter essere utilizzati per la manutenzione predittiva dell’impianto, per prevedere l’uso dei carichi e per comunicare con le diverse smart-grid sia elettriche che termiche. Per poter fare tutto questo occorrono i BACS, che sono contenuti nella norma tecnica EN UNI 15232-1:2017 il cui aggiornamento è previsto a breve con la ISO 52120-1. Il nuovo corso “in pillole” di AiCARR Formazione intende fare chiarezza sui contenuti della norma EN UNI 15232-1, richiamata anche dal D.M. 26/6/2015 “requisiti minimi” e da alcuni meccanismi incentivanti quali l’EcoBonus. Durante le ore di lezione sarà presentato anche l’indice di prontezza all’intelligenza dell’edificio, SRI, che dovrebbe entrare a far parte della normazione nazionale nel corso del 2022 con la nuova uscita della EBPD, e che si basa proprio sulla norma EN 15232-1.
Al via a gennaio una nuova edizione del Percorso sulla Sanità Già proposto con successo in precedenti edizioni, il Percorso dedicato al delicato tema della progettazione degli impianti meccanici in ambito ospedaliero, ormai noto come Percorso Sanità, ritorna dal 26 gennaio prossimo in diretta online con il modulo Fondamenti. Il modulo affronterà i seguenti argomenti: Psicrometria e requisiti normativi e progettuali degli impianti di climatizzazione; Fondamenti su ventilazione e controllo della contaminazione; Fondamenti di impianti di riscaldamento e ventilazione (con esempi per le zone ordinarie delle strutture sanitarie); Fondamenti di impianti di climatizzazione (con esempi per le degenze ordinarie); Centrali termiche, generatori di calore, sicurezza; Centrali ed impianti idrici- Cenni al trattamento acqua; Macchine e fluidi frigorigeni - Centrali frigorifere. Il Percorso Specialistico, che proseguirà come di consueto con il corso Base e con il modulo Specializzazione, è affidato a docenti fra i migliori esperti in materia e prevede Crediti Formativi Professionali per ingegneri e periti industriali.
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qua e perdere un’occasione unica per riqualificare il patrimonio edilizio e far ripartire l’economia”. Grazie al Superbonus, spiega Busato, l’Italia può fare un importante passo in avanti sul fronte dell’efficienza energetica. Oggi, infatti, “il nostro patrimonio edilizio è costituito da numerosi edifici costruiti prima degli anni ‘80, eretti, soprattutto, tra i ‘60 e i ‘70. Si tratta di abitazioni e condomini che non sono stati costruiti rifacendosi ai criteri di efficienza. Grazie al Superbonus 110% possiamo ridurre il consumo energetico, agendo nella fetta più grossa degli edifici che oggi consumano tanto, specialmente nelle periferie urbane”. Per AiCARR, il Superbonus, che risponde ai prin-
cipi dell’economia circolare, può fare la differenza soprattutto nelle grandi città, come Roma, Milano, Torino. “Il bonus è anche l’occasione, per il nostro Paese, di mettere in moto un circolo virtuoso per il settore edilizio, che aumenta i valori di mercato e porta nuova ricchezza. La misura, dunque, non rappresenta solo un costo per lo Stato, ma si traduce in nuovi stimoli per la crescita economica. Il Superbonus - conclude il Presidente di AiCARR - è una grande occasione per contribuire alla decarbonizzazione, allentare il cappio delle fonti fossili esauribili e dirigerci verso un futuro più sostenibile, con le pompe di calore, le rinnovabili, l’efficienza energetica”.
Efficienza energetica e sicurezza dell’isolamento termico dell’involucro, il Convegno il 29 ottobre AiCARR organizza il 29 ottobre prossimo l’evento “Isolamento termico dell’involucro: criticità energetiche e problematiche di sicurezza antincendio”, proposto in modalità ibrida, in presenza presso il Campus Bovisa del Politecnico di Milano e in diretta online. Il Convegno nasce dalla considerazione che il settore edilizio e impiantistico è in grande fermento con l’introduzione del Superbonus 110%, la misura di incentivazione introdotta dal Decreto Legge “Rilancio” del 19 maggio 2020. La misura punta infatti non solo a rendere più efficienti e più sicure le abitazioni, ma anche a ridare impulso al settore dell’edilizia che, al pari di tanti altri, ha subito pesanti perdite a causa della pandemia. Si progettano e si realizzano dunque interventi a ritmo serrato ma, tra le tante criticità che ci si trova ad affrontare, certamente assume un ruolo fondamentale quella della definizione delle tecniche da adottare per il miglioramento delle prestazioni termiche dell’involucro edilizio. La coibentazione dei componenti opachi dell’involucro è oggetto di grande attenzione e di discussioni quotidiane nel dibattito fra tecnici, amministratori di condomini e committenti, alle prese con problematiche connesse a tipologia dei materiali, spessori, modalità di installazione, tempi di consegna e costi lievitati oltre misura. In tutto questo, però, alcuni aspetti rischiano passare in secondo piano. Il desiderio di conseguire il risultato del doppio salto di classe energetica a tutti i costi porta a sottovalutare aspetti tecnici fondamentali che incidono sul benessere all’interno degli edifici e sulla sicurezza degli occupanti. A questo proposito, AiCARR ritiene opportuno offrire ai tecnici interessati un momento di confron-
to e di attenzione per aiutare a operare scelte corrette e consapevoli, affrontando con il supporto di relatori esperti il delicato argomento delle prestazioni dei materiali isolanti, sia in termini energetici sia della sicurezza, ed evidenziando i pericoli connessi a scelte frettolose e superficiali. I relatori Dopo i saluti iniziali di Filippo Busato, Presidente AiCARR, Giovanni Lozza, Direttore Dipartimento di Energia, Politecnico di Milano, e Marco Cavriani, Direttore Regionale dei Vigili del Fuoco, Regione Lombardia, il Convegno vedrà gli interventi di: Luca Rollino, Libero Professionista, Alessandria; Angelo Lucchini, Dipartimento ABC, Politecnico di Milano; Marco Cavriani, Direttore Regionale dei Vigili del Fuoco, Regione Lombardia; Marco Di Felice, Libero Professionista, Componente del Gruppo di lavoro sicurezza e prevenzioni incendi del CNI. Membro titolare del Comitato Centrale Tecnico Scientifico /CCTS), presso il Ministero dell’Interno. L’evento sarà moderato da Gennaro Loperfido, Studio di Ingegneria Loperfido, Matera, Coordinatore Comitato Tecnico Sicurezza e Prevenzione Incendi.
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Delegati Territoriali, di nuovo insieme
Si è tenuta l’11 settembre, a Baselice, Benevento, la riunione dei Delegati Territoriali AiCARR, che sono finalmente tornati a incontrarsi di persona. La riunione, ospitata a Palazzo Lembo, è stata organizzata con la collaborazione di Fernando Pettorossi, Socio ed ex Delegato Territoriale AiCARR, e ha visto la partecipazione del Presidente di AiCARR Filippo Busato, del Segretario Generale Luca A. Piterà, del Presidente della Commissione Delegati Territoriali Gennaro Loperfido, della Presidente della Commissione Comunicazione e Soci Mara Portoso, collegata da remoto, e dell’Osservatore per la Formazione Mariapia Colella. È intervenuto inoltre il Sindaco di Baselice, Lucio Ferella, che
ha portato i suoi saluti ai partecipanti. La riunione dei Delegati Territoriali, da sempre un appuntamento indispensabile per tracciare il bilancio sulle attività svolte e delineare i programmi per il prossimo futuro, ha rappresentato quest’anno un importante momento di condivisione, dopo il lungo periodo di attività da remoto. A questo proposito, i lavori sono stati affiancati da iniziative collaterali e momenti conviviali, resi ancora più piacevoli dalla bella cornice di Baselice e del suo castello. L’incontro ha infine permesso ai convenuti di ricordare il collega e amico Leone Martino, che è stato Delegato Territoriale per il Molise, nel corso di una funzione di commemorazione.
REHVA Clima 2022, online e in presenza Clima 2022, il 14° REHVA HVAC World Congress, si terrà dal 22 al 25 maggio 2022, in diretta web e in presenza a Rotterdam, con posti in numero limitato. Da oggi al 2030, il mondo dell’HVAC cambierà radicalmente e le attuali esigenze in relazione agli impianti di climatizzazione muteranno completamente. Energia, Circolarità, Digitalizzazione e Salute & Comfort: questi temi avranno un impatto enorme, ma come evolveranno da qui al 2030? Come si relazionano e si relazioneranno tra loro: si rafforzeranno o si ostacoleranno a vicenda? Quali modalità di formazione e apprendimento si rivelano necessari in questo panorama? CLIMA 2022 risponderà a queste e altre doman-
de, con uno sguardo al 2030. Per informazioni generali: clima2022.org
Il calendario del Percorso Sanità 26-27 gennaio e 3-4 febbraio - Fondamenti 21-22-28 febbraio e 1-2-7 marzo - Base 21-22-23-30-31 marzo e 1-4-5 aprile – Specializzazione
La regolamentazione degli impianti di riscaldamento ad acqua: chiarimenti su una normativa complessa Gli impianti di riscaldamento ad acqua con potenza termica al focolare superiore a 35 KW sono regolamentati da una normativa piuttosto complessa e le numerose novità emerse negli anni più recenti in relazione a questi impianti necessitano senz’altro di chiarimenti. Il corso “La regolamentazione degli impianti di riscaldamento ad acqua: la Raccolta R INAIL, la direttiva PED, il D.M. 11/04/2011,l’applicativo CIVA”, in calendario in modalità FAD a gennaio, offre una panoramica completa su questo tema, rivolgendosi ai professionisti che operano negli Uffici Tecnici delle imprese di gestione e manutenzione di impianti termici, ai tecnici delle aziende ospedaliere e al personale di ASL e di altre istituzioni con compiti di vigilanza e controllo. Più in particolare, il corso fornisce le nozioni di base per l’accessoriamento degli impianti di riscaldamento al fine di prevenire lo scoppio, insegna la corretta compilazione della modulistica INAIL, illustra l’applicativo CIVA dell’INAIL, indica eventuali alternative al collaudo INAIL con la marcatura CE, mostra la compilazione delle richieste delle verifiche periodiche e fornisce risposta ai dubbi e alle incertezze causate dalle numerose novità degli ultimi anni. Il calendario 24 e 25 gennaio
Tutte le informazioni relative ai corsi sono pubblicate sul sito www.aicarrformazione.org
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#66
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Ventilazione e filtrazione
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NZEB SARS-CoV-2
#63
#62
ANNO11 - GIUGNO 2020
ORIGINAL ARTICLES
ENERGY ANALYSIS BASED ON DYNAMIC SIMULATION OF INDUSTRIAL HEATING BY RADIANT MODULES WITH CONDENSING UNIT ANALISI ENERGETICA BASATA SULLA SIMULAZIONE DINAMICA DEL RISCALDAMENTO INDUSTRIALE MEDIANTE MODULI RADIANTI CON UNITA’ DI CONDENSAZIONE STUDIO NUMERICO PER L’EFFICIENTAMENTO DI UNA SERRA TRAMITE POMPA DI CALORE GEOTERMICA E UN SISTEMA DI DIFFUSIONE MEDIANTE CONDOTTE MICROFORATE NUMERICAL STUDY FOR THE EFFICIENCY OF A GREENHOUSE SYSTEM USING GEOTHERMAL HEAT PUMP AND AN AIR DIFFUSION SYSTEM WITH MICROFORATED DUCTS THEORETICAL AND ACTUAL ENERGY BEHAVIOUR OF A COST OPTIMAL BASED NEARLYZERO ENERGY BUILDING PRESTAZIONE ENERGETICA IDEALE E REALE DI UN EDIFICIO AD ENERGIA QUASI ZERO
INDUSTRIA SCUOLE E COVID-19
#64
LA RIVISTA PER I PROFESSIONISTI DEGLI IMPIANTI HVAC&R
NORMATIVA SUPERBONUS 110%: GLI INTERVENTI AMMISSIBILI CRITERI DI PROGETTAZIONE NZEB CASE STUDY UFFICIO, RIQUALIFICAZIONE AD ALTA EFFICIENZA SCUOLA IN CHIAVE NZEB CURIOSITÀ STORICHE DAVID BOYLE, L’INVENTORE DEL COMPRESSORE AD AMMONIACA
ANNO11 - SETTEMBRE 2020
Organo Ufficiale AiCARR
LA RIVISTA PER I PROFESSIONISTI DEGLI IMPIANTI HVAC&R
Edifici per la sanità COVID-19
#65
ISSN:2038-2723
ISSN:2038-2723
Organo Ufficiale AiCARR
Organo Ufficiale AiCARR
ISSN:2038-2723
NORMATIVA CLIMATIZZAZIONE E PREVENZIONE INCENDI SPECIALE SCUOLE AI TEMPI DEL COVID-19 LE SOLUZIONI PER GARANTIRE UNA BUONA QUALITÀ DELL’ARIA RECUPERO TERMICO NELL’INDUSTRIA EFFICIENTAMENTO ENERGETICO DI UN IMPIANTO DI TRATTAMENTO RIFIUTI MICROCOGENERAZIONE IN UN’AZIENDA AGRICOLA
Interventi trainanti Rinnovabili
LA RIVISTA PER I PROFESSIONISTI DEGLI IMPIANTI HVAC&R
ANNO11 - OTTOBRE-NOVEMBRE 2020
NORMATIVA SUPERBONUS 110%, IL DECRETO REQUISITI LOGICHE DI CONTROLLO PER OTTIMIZZARE I SISTEMI DI CLIMATIZZAZIONE CASE STUDY RIQUALIFICAZIONE ENERGETICA DI UNA CENTRALE TERMO-FRIGORIFERA RISTRUTTURAZIONE AD ALTA EFFICIENZA DI UN EDIFICIO DI PREGIO ARTISTICO BEST PRACTICE CENTRALE DI CONDIZIONAMENTO OTTIMIZZATA SENZA IMPIEGO DI CAPITALE
ISSN:2038-2723
Organo Ufficiale AiCARR
Industria Scuole e COVID-19
LA RIVISTA PER I PROFESSIONISTI DEGLI IMPIANTI HVAC&R
ANNO11 - DICEMBRE 2020
NORMATIVA CONTROLLO DELLA CONTAMINAZIONE NEI BLOCCHI OPERATORI CEN/TC 156, REQUISITI UE PER LA VENTILAZIONE PER GLI OSPEDALI COME GESTIRE GLI IMPIANTI OSPEDALIERI IN PANDEMIA TAVOLA ROTONDA OSPEDALI, QUALE FUTURO POST-COVID? SALE OPERATORIE ISO5 E RICIRCOLO DELL’ARIA, CONFRONTO ENERGETICO BENESSERE ED EFFICIENZA ENERGETICA PER L’AMBULATORIO CANADESE
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ORIGINAL ARTICLES
PROBABILITÀ DI CONTAGIO A GRANDE DISTANZA PER VIA AEREA DA SARSCOV2 NELLE SCUOLE ITALIANE PROBABILITY OF AERIAL LONG-DISTANCE INFECTION FROM SARS-COV-2 IN ITALIAN SCHOOLS REMARKS ON THE AIR RECIRCULATION IN HVAC SYSTEMS DURING THE SARSCOV2 OUTBREAK: THE CASE OF ALLAIR DUCTED PLANTS APPROFONDIMENTI SUGLI IMPIANTI A TUTT’ARIA CON RICIRCOLO DURANTE LA PANDEMIA SARS-COV-2 ENERGY PERFORMANCE AND ECONOMIC VIABILITY OF ENHANCED HYBRID PCM THERMAL STORAGES USING ALUMINUM FOAMS FOR SOLAR HEATING AND COOLING PRESTAZIONI ENERGETICHE E FATTIBILITA’ ECONOMICA DEGLI ACCUMULI TERMICI PCM IBRIDI POTENZIATI CHE UTILIZZANO SCHIUME DI ALLUMINIO PER IL RISCALDAMENTO E IL RAFFREDDAMENTO SOLARE
THE USE OF GEOTHERMAL HEAT PUMP SYSTEMS FOR CLIMATISATION IN HOT CLIMATES L’USO DI POMPE DI CALORE GEOTERMICHE PER LA CLIMATIZZAZIONE NEI CLIMI CALDI USE OF ENERGY PERFORMANCE CERTIFICATES DATA REPOSITORIES IN URBAN BUILDING ENERGY MODELS UTILIZZO DELLE BANCHE DATI DEGLI ATTESTATI DI PRESTAZIONE ENERGETICA NEI MODELLI ENERGETICI DEI PARCHI EDILIZI MITIGARE IL RISCHIO DI TRASMISSIONE AEREA DI SARS-COV2 NELLE AULE SCOLASTICHE MEDIANTE VENTILAZIONE NATURALE E IMPIANTI VMC MITIGATING THE AIRBONE RISK TRANSMISSION OF SARS-COV2 IN SCHOOL CLASSROOMS VIA NATURAL AND MECHANICAL VENTILATION
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SARS-COV-2
INTERVENTI TRAINANTI RINNOVABILI
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UN NUOVO MODELLO PER IL SISTEMA ENERGETICO NAZIONALE ED EUROPEO: LE COMUNITÀ ENERGETICHE A NEW MODEL FOR THE NATIONAL AND EUROPEAN ENERGY SYSTEM: ENERGY COMMUNITIES ANNUAL THERMAL PERFORMANCE OF VENTILATED ROOFS IN DIFFERENT CLIMATES: AN ENERGY ANALYSIS PRESTAZIONI TERMICHE ANNUALI DI TETTI VENTILATI IN CLIMI DIVERSI: UN’ANALISI ENERGETICA
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