Capitolato impianto solare termico a circolazione naturale per …...UNI/TS 11300-1:2014...

Riqualificazione energetica scuola secondaria di primo grado Sovigliana - Vinci

Progetto esecutivo - 2019 Relazione tecnica specialistica 2

Premessa La seguente relazione tecnica descrive l’intervento di ristrutturazione dell’impianto termico a

servizio del riscaldamento degli ambienti dell’edifico sede del complesso scolastico Scuola Media

Statale "Cimabue" - Via dei Caduti Sul Lavoro n. 2 località Sovigliana, Comune di Vinci, 27 m

sul livello del mare, in zona climatica D (1.765 gradi giorno), Catasto Foglio n. 53, Particella n. 3845.

L’intervento sull’impianto termico rientra nell’insieme degli interventi di efficientamento energetico

a cui sarà sottoposto l’intero edificio. Sarà presente una descrizione tecnica dettagliata dell’impianto

ed un’analisi degli aspetti critici di funzionamento nel tentativo di individuare quelle azioni che

possano portare vantaggi sia da un punto di vista gestionale, sia da un punto di vista di risparmio, sia

da un punto di vista di comfort. Dall’analisi degli aspetti critici di funzionamento dell’impianto,

saranno evidenziate e descritte le modifiche atte a razionalizzare l’impianto e renderlo più efficace ,

controllabile ed efficiente da un punto di vista energetico

STATO ATTUALE

L’edificio in oggetto (Classificazione E.7 - Edifici adibiti ad attività scolastiche a tutti i livelli

ed assimilabili) e l’impianto termico al servizio dello stesso, sono stati concepiti alla fine degli anni

’70 e realizzati a cavallo del 1980. L’edificio è strutturato su 4 piani fuori terra, (piano terra / piano

terzo), una struttura in cemento armato e tamponamenti il laterizio con ampie vetrate, ha una

superficie utile riscaldata pari a circa 3.374 mq ed un volume pari a 12.595 mc.

L’impostazione dell’impianto è classica a 4 colonne montanti ed una distribuzione a collettori con

circuiti a doppio tubo verso i radiatori. La centrale termica ha subito una ristrutturazione radicale nel

2008, ed anche le linee di distribuzione del seminterrato sono state sostituite nel 2007.

Centrale Termica

Più in dettaglio, la centrale termica attuale consiste in un generatore di calore a caldaia aspirata

di tipo Viessmann Vitosol 300, servita da bruciatore doppio stadio CIB Unigas NG400. La potenza

termica al focolare è in parte regolabile dalla centralina della caldaia ed è comunque fissata

attualmente attorno ai 340 kW. La condotta dei fumi di scarico avviene in una tubazione in acciaio

inox da 300 mm di diametro doppia parete coibentata da 25 mm di spessore.

Le tubazioni di mandata/ritorno in partenza dalla caldaia sono DN 80 e coibentate con

elastomero a celle chiuse da 40 mm circa di spessore e ricoperto da protezione in lamierino di

alluminio.



La pompa di spinta attuale è stata installata nel 2008 a seguito dell’installazione, in

sostituzione del precedente generatore di calore, dell’attuale caldaia. Si tratta di una pompa gemellare

Salmson DIL 408 21/3 in grado di sviluppare una prevalenza di 14 m H2O ad una portata di 20 mc/h

o 8 m H2O a 80 mc/h. La pompa non è dotata di inverter e la potenza elettrica assorbita è pari a 3

kW. L’azionamento della pompa è affidato all’elettronica della caldaia, ma generalmente è quasi

sempre accesa.

Figura 1 – Pompa gemellare di spinta

La temperatura dell’acqua di mandata è regolata per mezzo di una valvola di miscelazione

con logica climatica con sonda esterna (diametro DN 65) regolata grazie all’impostazione di una

curva che associa, in funzione della temperatura esterna, la corrispondente temperatura di mandata.

Il sistema non è provvisto di sonda ambiente e quindi nessun segnale è di ritorno dagli ambienti allo

scopo di ulteriore regolazione.

Le tubazioni, dopo che hanno subito modifiche per l’installazione dell’attuale pompa,

mancano, in alcune parti, della coibentazione prevista e necessaria per legge.

20 100 80 60 40 0

0 10 20

0 2 4 6 8

10 12 14 16 18

0 8 16

0 20 40 60

24

0

2 3 4

1 60 100 40 20 80 0

40 20 60 80 100 0

Ø 224

Ø 224

Ø 224

Qm³/h

Qm³/h

Ql/s

Hm

Qm³/h

P 2 kW

Q min

Ø 210

DIL 408 21/3 DIL 408 22/4 - DN 80

%



Foto 1 – Tratti non coibentati

Sul ritorno è installato un disareatore / separatore di impurità, Spirovent Dirt, BE 080F.

Foto 2 - Disareatore

Completano l’impianto di centrale, due vasi d’espansione per complessivi 350 litri, un sistema

di riempimento automatico dell’impianto, a monte del quale troviamo un filtro e un piccolo

addolcitore.

Circuito di distribuzione

Il circuito di distribuzione si sviluppa nel piano interrato dislocandosi fino ad intercettare le

quattro colonne montanti poste in prossimità dei 4 lati dell’edificio. Per semplicità verranno nominate

le colonne montanti come i punti cardinali, Nord, Sud, Est, Ovest.



Figura 2 – Schema rete di distribuzione

La tubazione che si sviluppa nel seminterrato ha diametri variabili da DN 80, DN 65 e DN 40.

Le colonne montanti sono quelle originali DN 40 coibentate e ognuna va a servire 4 collettori posti

dal piano terra al terzo piano, uno per piano. I 16 collettori sono semplici, senza alcuna regolazione,

privi di sezionamento per i singoli circuiti. Sono stati muniti di valvole a sfera di sezionamento, sia

sulla mandata, che sul ritorno. La doppia tubazione che serve i radiatori è in rame e generalmente da

12 mm per i radiatori più vicini e 14 mm per i radiatori più lontani. I collettori servono i radiatori

limitrofi e le linee di a/r sono da 6 a 10.

Foto 3 – Collettore tipo



Le tubazioni in rame a servizio dei radiatori non sono munite di coibentazione termica, ma

sono state inserite in corrugati in PVC per uso elettrico. Le fascette di messa a terra sono parzialmente

sganciate in alcuni casi.

Il collettore al piano terra lato Sud, è stato sganciato dalla sua linea originaria ed è attualmente

servito dall’impianto termico a servizio della palestra adiacente.

Sistema di diffusione del calore

Nel corso degli anni sono stati di volta in volta sostituiti radiatori con altri modelli. Infatti,

possiamo trovare sia alcuni radiatori in ghisa a 4 colonne, sia diverse forme e dimensioni di radiatori

in alluminio. Le caratteristiche termiche di tali elementi radianti non sono state recuperate ed i calcoli

sono stati fatti prendendo dei valori per oggetti di simili caratteristiche dimensionali.

Foto 4

Tabella 1

Tipo W /Dt 50°C

1 Alluminio H 900 L100 S80 180

2 Alluminio H900 L80 S80 162



5 Ghisa 4 col H700 S50 95

6 Ghisa 4 col H880 S50 115

7 Acciaio H650 L120 S55 75




In tabella 1 si riporta la lista dei tipi di radiatori presenti con le caratteristiche dimensionali e la

stima di potenza resa a DT 50°C di ciascuno.

Generalmente le valvole di chiusura sono non presenti o non funzionanti. Anche le valvole di

sfiato sono in alcuni casi non funzionanti.

Sistema di controllo dell’impianto

L’impianto è gestito interamente tramite una funzione crono che avvia ed arresta l’impianto ad

ore prestabilite. Durante il funzionamento non è presente alcuna funzione di rilevazione delle

temperature all’interno delle varie zone dell’edificio, nessun termostato con la funzione di limitazione

o controllo della temperatura. Il sistema viene periodicamente “aggiustato” dal manutentore,

modificando le curve climatiche del regolatore quando si verificano condizioni climatiche

particolarmente rigide o particolarmente dolci, aumentando o diminuendo la temperatura di mandata

dell’impianto. La temperatura interna ai locali risulta variabile dai 19°C ai 22°C ed oltre.

Verifica del dimensionamento dell’impianto

Verifica delle potenze termiche

Il calcole delle potenze richieste per la climatizzazione invernale dell’edificio passa per la

simulazione su software MC4 Suite 2014 dell’intera struttura edilizia, compreso l’impianto termico.

Tutti i componenti dell’involucro edilizio, con le proprie caratteristiche termo-fisiche, sono stati

inseriti come input, struttura per struttura, e l’intero edificio disegnato in 3D.



Unità immobiliari centralizzate T. Int. U. Int. V. Lordo S. Lorda S/V S.Utile

[°C] [%] [m³] [m²] [m-1] [m²]

Centrale: CT_Scuola Sovigliana 20,00 60,00 13.161,70 4.467,26 0,34 3.393,23

Unità immobiliare: UI_Scuola Sovigliana 13.161,70 4.467,26 0,34 3.393,23

Il calcolo delle dispersioni termiche è effettuato dal software MC4 seguendo le metodologie indicate

dalle ultime normative in materia ed in specifico quelle riportate nella tabella sottostante.

Norme Utilizzate

DESCRIZIONE NORMA

CALCOLO DEL FABBISOGNO DI ENERGIA UNI EN ISO 13790:2008

DETERMINAZIONE DEL FABBISOGNO DI ENERGIA TERMICA DELL'EDIFICIO PER LA

CLIMATIZZAZIONE ESTIVA ED INVERNALE

UNI/TS 11300-1:2014

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

UNI/TS 11300-2:2014

PRESTAZIONI ENERGETICHE DEGLI EDIFICI: UTILIZZO DI ENERGIE RINNOVABILI E

ALTRI

METODI DI GENERAZIONE PER LA CLIMATIZZAZIONE INVERNALE E LA

PRODUZIONE DI ACQUA

CALDA SANITARIA

UNI/TS 11300-4:2012

PRESTAZIONI ENERGETICHE DEGLI EDIFICI – DETERMINAZIONE DELLA

PRESTAZIONE ENERGETICA PER LA CLASSIFICAZIONE DELL’EDIFICIO

RACCOMANDAZIONE

CTI 14

COMPONENTI ED ELEMENTI PER EDILIZIA - RESISTENZA TERMICA E

TRASMITTANZA TERMICA

UNI EN ISO 6946:2007

SCAMBI DI ENERGIA TRA TERRENO ED EDIFICIO UNI EN ISO 13370:2008

COEFFICIENTE DI PERDITA PER TRASMISSIONE E VENTILAZIONE UNI EN ISO 13789:2008

PRESTAZIONE TERMICA DEI COMPONENTI PER EDILIZIA - CARATTERISTICHE

TERMICHE DINAMICHE - METODI DI CALCOLO

UNI EN ISO 13786:2008

TRASMITTANZA TERMICA DEI COMPONENTI FINESTRATI UNI EN ISO 10077

DATI CLIMATICI UNI 10349

CONDUTTIVITA’ TERMICA E PERMEABILITA’ AL VAPORE DEI MATERIALI DA

COSTRUZIONE

UNI 10351

MURATURE E SOLAI VALORI DELLA RESISTENZA TERMICA E METODO DI

CALCOLO

UNI 10355

Oltre alle prestazioni termiche degli elementi costituenti l’involucro dell’edificio, il calcolo del

fabbisogno termico, viene effettuato tenendo conto del ricambio d’aria dettato dalla UNI 10339 pari



a 6 l/s per persona. L’indice di affollamento è stato imposto pari a 0,1 persone/mq e quindi ipotizzato

un numero di utenti pari a circa 340 unità.

Valori di ventilazione

DESCRIZIONE VALORE U.M

Unità immobiliare UI_Scuola Sovigliana

Zona Trattata

Numero di ricambi medi giornalieri 0,343 [Vol/h]

Portata d’aria di ricambio 3.484,90 [m3/h]

Le dispersioni sono ovviamente calcolate alle condizioni di progetto pari a 20°C di temperatura

interna degli ambienti e 0°C di temperatura esterna ed ammontano complessivamente a 168.092 W.

Per quanto riguarda le potenze erogate dai terminali (radiatori) il calcolo si è dimostrato

complesso data la non omegeneità delle tipologie utilizzate. Soprattutto per i radiatori originali (foto

4), è risultato impossibile ricavarne i dati specifici di fabbrica di resa termica e sono quindi stati

utilizzati valori di resa per radiatori analoghi e di dimensioni molto simili. Il calcolo delle rese

termiche dei radiatori è stato effettuato con un DT pari a 50°C (quindi circa 70°C di temperatura di

mandata) che è il valore classico per il dimensionamento degli elementi radianti. La potenza termica

complessiva erogata dai terminali risulta pari a circa 177.296 W. Quindi complessivamente

l’impianto risulta correttamente dimensionato dal punto di vista di copertura del fabbisogno termico.

C’è da considerare inoltre che nel valore delle dispersioni calcolate con il software non vengono prese

in considerazione (solo per questo fine) gli apporti gratuiti solari e gli apporti gratuiti interni (calore

fisico, apparecchiature, corpi illuminanti, ecc.).

Per quanto riguarda il carico sul generatore di calore, questo è da considerarsi, ricordando che

il collettore Sud-Piano Terra è collegato ad altro impianto termico, pari a 166.695 W. Considerando

il tipo di bruciatore utilizzato si può quindi affermare che la potenza del generatore di calore sia

moderatamente sovradimensionata valutando una potenza adeguata un valore pari a circa 200/250

kW.

Verifica e dimensionamento delle perdite di carico e delle portate

Per quel che riguarda la rete di distribuzione è stato realizzato un foglio di calcolo in cui si

sono rappresentati tutti i tratti del circuito e, in base alla struttura dell’impianto stesso e al fabbisogno

relativo di portata sui singoli corpi scaldanti, sono stati calcolati i contributi parziali di portata per

ogni tratto di circuito. I tratti del circuito sono stati inseriti con le loro singole lunghezze, i loro

diametri, e sono stati inseriti anche gli elementi fondamentali che costituiscono le perdite concentrate

quali, curve e valvole a sfera. La rete di distribuzione è stata schematizzata come nella figura 3. In



questo modo è stato quindi possibile valutare le perdite di carico per le portate complessive relative

ad ogni tratto di circuito e calcolare, come sommatoria sui singoli tratti, la perdita di carico

complessiva per arrivare ad ogni collettore. Lo scopo di questo lavoro era capire quanto la rete di

distribuzione del fluido termico fosse equilibrata dalla centrale termica ai vari collettori e tra collettore

e collettore capire quale portata reale si ha per annullare le differenze di perdite di carico. Infatti, in

ogni circuito, le portate si vanno ad adattare sui vari tratti in modo naturale al fine di annullare le

differenze di pressione (e quindi, di perdite di carico), aumentando nei tratti dove la rete offre meno

resistenza specifica e diminuendo dove offre più resistenza.

Figura 3 – Schema linee di distribuzione

I valori risultanti dai calcoli portano a perdite di carico medie attorno ai 2 m di H2O +/-10%

inserendo valori di DT sui collettori che vanno da 10°C/11°C per i collettori più svantaggiati (Sud P3

e Sud P2) a 4°C per quelli meno svantaggiati (Nord PT, Ovest PT).

Da questa analisi si può dire che la rete non è stata progettata per garantire un corretto

bilanciamento sui collettori risultando comunque sbilanciamenti maggiori di 0,5 m di H2O se si

impostano portate equivalenti (per DT uguali) sui collettori.

I tratti di alimentazione di a/r sui singoli radiatori sono stati realizzati con tubazione di rame

da 12 o 14 mm. Si riportano sotto i grafici di perdite di carico.



Per un DT pari a 8°C, si hanno mediamente portate attorno ai 100/200 l/h. Considerando

lunghezze di tubazioni pari a 30 m (a/r), si hanno perdite di carico medie di circa 0,8/1 m di H2O.

Complessivamente si hanno quindi perdite di carico globali attorno ai 3 m di H2O, dalla centrale

termica al radiatore.

Dal punto di vista delle portate globali si può vedere, dalla tavola relativa, che la portata globale

necessaria, con i dati imposti, è pari a 21,3 mc/h.

Come si può vedere dalle curve di lavoro della pompa di circolazione installata, il punto di

lavoro si inserisce completamente fuori range nominale. La pompa quindi è in continua condizione

di cavitazione. Le bolle di vapore che si formano sulla girante migrano attraverso le tubazioni verso

condizioni di pressione statica inferiore (verso l’alto delle colonne) e di conseguenza, a causa di una

pressione inferiore, il diametro delle bolle cresce. Le bolle di vapore (comunemente interpretate come

“aria nel circuito”), arrivate nei collettori e nelle tubazioni del terzo piano, si insinuano nelle parti più

y = 6E-06x1,7567

0

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

0,12

0 50 100 150 200 250 300

mH

2O

/m

l/h

Perdite di carico tubazione Rame 12

y = 3E-06x1,7492

0

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

0,12

0 100 200 300 400 500

mH

2O

/m

l/h

Perdite di carico tubazione Rame 14



alte dei radiatori impedendo un corretto deflusso del liquido. Questo porta inevitabilmente ad una

riduzione drastica della portata sui corpi scaldanti e quindi una resa che può diminuire fino ad arrivare

al 20% della potenza nominale. Questo fenomeno spiega la causa di una temperatura rilevata al terzo

piano di almeno 2/3°C inferiore rispetto al piano Terra e Piano Primo nonostante la potenza termica

dei radiatori sia corretta, anzi, per il Terzo Piano risulti leggermente sovradimensionata rispetto alla

reale necessità.

Ulteriore aspetto da considerare è la potenza elettrica della pompa pari a 3 kW, in regime di

funzionamento continuo dalle 7:00 alle 17:00 (ipotizzando 10 ore al giorno) e 120 giorni di

funzionamento, questo si traduce in un consumo complessivo annuo pari a 3.600 kWh ed una spesa

di circa 1.000 euro l’anno.



STATO DI PROGETTO

Criticità evidenziate

Centrale Termica

Le maggiori criticità che si manifestano nella centrale termica sono senz’altro rappresentate

dall’eccessiva potenza sviluppata dal generatore di calore, dall’attuale pompa di spinta e dai numerosi

tratti di tubazione non coibentata.

Alla luce dell’intervento di riqualificazione energetica a cui sarà soggetto l’edificio, il

fabbisogno termico complessivo in condizioni di progetto calerà, dai 168.092 W attuali, a 73.400 W

post intervento. Questo netto calo rende ancora più sovradimensionata l’attuale caldaia. Inoltre,

mantenendo i sistemi di diffusione del calore sovradimensionati, sarà possibile lavorare con

temperature di mandata sensibilmente inferiori rispetto all’attuale (di circa 20°C). In questo contesto

risulta nettamente vantaggioso operare con generatori di calore di tipo a condensazione e ad alta

modulazione.

Per quel che riguarda la pompa attuale, si tratta di una pompa gemellare Salmson DIL 408

21/3 in grado di sviluppare una prevalenza di 14 m H2O ad una portata di 20 mc/h o 8 m H2O a 80

mc/h. La pompa non è dotata di inverter e la potenza elettrica assorbita è pari a 3 kW. Dalle verifiche

numeriche effettuate analizzando lo stato attuale della rete di distribuzione e del complesso insieme

degli elementi radianti, è risultato che la portata ottimale si può attestare attorno a 21 mc/h. A quella

portata si ha una perdita di carico complessiva attorno ai 3 / 4 m di H2O. La pompa installata risulta

dunque estremamente sovra-dimensionata e causa di problemi evidenti sull’impianto, quali la

continua formazione di bolle di vapore (causa cavitazione) e la conseguente consistente riduzione

della resa termica degli elementi radianti posti al terzo piano. Non per ultimo, un inutile consumo di

energia elettrica. Considerando la situazione di progetto, il netto calo di fabbisogno termico porta una

riduzione anche delle portate che, in base ai calcoli si dovranno attestare attorno a 12 mc/h.

Altro dettaglio, le tubazioni in centrale termica, dopo che hanno subìto modifiche per

l’installazione dell’attuale pompa, mancano, in alcune parti, della coibentazione prevista e necessaria

per legge.



Foto 5 – Tratti non coibentati

Circuito di distribuzione e controllo

Il circuito di distribuzione non presenta alcuna possibilità di sezionamento, né, quindi, alcuna

possibilità di gestire separatamente zone distinte dell’edificio. Questa grave limitazione impedisce ad

esempio di poter gestire con programmi orari differenti, aree dell’edificio destinate ad attività diverse,

in orari differenti. Ne risulta quindi un complesso edilizio di fatto non gestito a livello termico, con

aree riscaldate anche se prive di attività, soprattutto negli orari pomeridiani.

Figura 4 – Schema rete di distribuzione priva di alcuna valvola di zona

Sistema di diffusione del calore

Sono installati complessivamente nell’edificio 115 radiatori. Gli originali ancora presenti sono

in numero pari a 58 e sono di tipo di acciaio saldati. Le caratteristiche termiche di tali elementi radianti

non sono state recuperate ed i calcoli sono stati fatti prendendo dei valori per oggetti di simili

caratteristiche dimensionali.



Foto 6 – Vecchi radiatori in acciaio

I terminali originali, come si vede nella foto 6, mostrano evidenti segni di usura, hanno rese

termiche ridotte ed internamente il deflusso dell’acqua è parzialmente impedito a causa di corrosioni

ed incrostazioni formatesi nel corso dei 35 anni di funzionamento. Generalmente le valvole di

chiusura sono non presenti o non funzionanti. Anche le valvole di sfiato sono in alcuni casi non

funzionanti.

In nessun terminale è presente un sistema di regolazione termostatica tramite valvola e questo

fa sì che vi siano ambienti ove, per qualsiasi causa, la temperatura supera i 21°C/22°C e vi si senta la

necessità di aprire gli infissi per areare e diminuire la temperatura interna.

Alla luce del processo di coibentazione termica delle murature esterne e del cambio di tutti gli

infissi, e quindi di un drastico abbattimento del fabbisogno termico, ne risulta che la potenza

complessiva erogata dai terminali sia di gran lunga sovra-dimensionata rispetto al nuovo fabbisogno

termico e questo vantaggio può essere sfruttato per lavorare a temperature di mandata nettamente

inferiori.

Azioni correttive proposte nel progetto

Modifica alla centrale termica

La modifica fondamentale relativa alla centrale termica è rappresentata dalla sostituzione del

generatore di calore. Il nuovo generatore di calore previsto è costituito da due caldaie murali BAXI

Luna DUO Tec+ 1.70 in cascata a condensazione da circa 70 kW cada una. Le caldaie hanno un

notevole grado di modulazione fino a 1:9.



Foto 7 – Caldaie in cascata previste

Di seguito le caratteristiche principali:

Caldaia murale a gas premiscelata a condensazione per solo riscaldamento

Potenza termica nominale riscaldamento 80/60°C: 65 kW

Potenza termica nominale riscaldamento 50/30°C: 70,2 kW

Potenza termica ridotta 80/60°C: 7,2 kW

Potenza termica ridotta 50/30°C: 7,8 kW

Rendimento energetico (Dir 92/42/CEE): ****

Rendimento al 30%: 107,6%

Rendimento nominale 80-60°C: 97,2%

Rendimento nominale 50-30°C: 105%

Classe NOx 5

I vantaggi delle due caldaie in cascata sono sia la notevole modulazione (si può passare da

circa 7 kW a 140 kW), sia la possibilità, nell’evenienza di tutta una serie di guasti, di procedere anche

con una sola caldaia avendo a disposizione quasi tutta la potenza richiesta a progetto. Il GAP in più

rispetto al fabbisogno è invece ritenuto necessario nei transitori, quando si parte da condizioni di



freddo (ad esempio il lunedì mattina), allora è necessario spingere i radiatori fino a DT50°C per

arrivare in tempi brevi alle condizioni di comfort.

La funzione di condensazione, grazie alla sovradimensione del sistema radiativo e alla

conseguente diminuzione della temperatura di lavoro di progetto (da 70°C a 50°C), consente un

notevole incremento dell’efficienza di produzione portando dall’attuale valore ipotizzabile attorno a

80/85% ad un valore attorno a 100/105%. Tale incremento porta di conseguenza un abbattimento dei

consumi ipotizzabile attorno al 20%.

E’previsto inoltre, l’utilizzo di uno scambiatore a piastre sovradimensionato in modo da

disaccoppiare il generatore dal sistema generale di distribuzione in modo da evitare l’occlusione dei

delicati scambiatori delle caldaie. Le caratteristiche sono le seguenti:

• Scambiatore a piastre ispezionabili con piastre in acciaio inox AISI 316 L con spessore

di 0,5mm SPI3 da 27 piastre.

• Guarnizioni incollate in EPDM con temperatura massima di esercizio di 140°C

• Telaio realizzato in acciaio al carbonio verniciato con polveri epossidiche.

• Idoneo per installazioni su circuiti a bassa temperatura, circuiti alta temperatura,

disaccoppiamento di circuiti termici,

• applicazioni in impianti solari, riscaldamento piscine.

• Numero di piastre: 27

• Larghezza telaio : 340mm - Altezza telaio : 780mm - Spessore telaio : 30mm

• Lunghezza tiranti : 350mm

• Peso : 136,8 kg

• Pressione di lavoro : 10 bar

• Raccordi 2” M inox 304

Questa scelta è particolarmente indicata e consigliata quando si installa caldaie a condensazione

su impianti esistenti. Le caldaie con tecnologia a condensazione infatti sono munite di scambiatori

con setti di passaggio particolarmente piccoli ed è quindi assolutamente necessario evitare che questi

setti vengano ostruiti da impurità e particolati in sospensione nell’impianto. Per questo sono previsti

sia sul lato primario, che soprattutto sul lato secondario, dei sistemi di filtrazione e defangazione

magnetica.



Per quanto riguarda la pompa di circolazione. In base ai calcoli effettuati, anche considerando le

modifiche previste ai terminali (sostituzione e nuovo dimensionamento di 58 radiatori) e i nuovi

valori di potenza termica richiesti grazie agli interventi di coibentazione e sostituzione infissi previsti,

nonché delle normative europee ErP 2009/125/CE, si può sintetizzare i requisiti prestazionali della

nuova pompa:

• Tutti i prodotti e/o materiali da utilizzarsi per la realizzazione del presente progetto, qualora

possano essere dotati di marcatura CE secondo la normativa tecnica vigente, dovranno

essere muniti di tale marchio.

• ErP ready EEI <= 0,23

• Motore sincrono a magneti permanenti con tecnologia ECM

• Impostazione manuale dei parametri

Marcia/Arresto

P Costante

P Variabile

Velocità di rotazione

• Temperatura di esercizio: -20°C a 110°C

• Pressione di esercizio: 10 Bar

• Punto di lavoro ottimale attorno a 12 mc/h – con prevalenza pari a 3,5 m H2O (35 MPa)

• Gemellare

• Di prima marca

A puro titolo di esempio si riportano le caratteristiche di una pompa ritenuta idonea, marca WILO,

modello Yonos MAXO-D 65/0,5-12 oppure DAB Evoplus D 100/340-65M, o similari.



Figura 5 Caratteristiche prestazionali della pompa Wilo Priux Master D 65-80

Il tipo di pompa selezionata consente una regolazione manuale del Delta Pressione e quindi

della prevalenza in modo da adattare le prestazioni all’impianto specifico. Inoltre, in via automatica

la pompa modula il numero di giri, e quindi la portata e la potenza elettrica assorbita, nei casi in cui



l’impianto risulti parzializzato dalla chiusura di valvole di zona. In questo modo si consente una

portata ottimale sia in condizioni di impianto “tutto aperto”, che di impianto parzializzato evitando

condizioni di cavitazione e quindi formazione di sacche di vapore che possano impedire il corretto

funzionamento del circuito di distribuzione.

A livello elettrico, un assorbimento medio della nuova pompa attorno a 300 W, contro i

3.000W della pompa attualmente in uso, porta ad un risparmio ipotizzabile attorno a 900 euro

all’anno.

Le prescrizioni tecniche raccomandate in fase di esecuzione dei lavori sono le seguenti:

a) Posare tutti i cavi di allacciamento in modo da evitare qualsiasi contatto con la

tubazione e il corpo della pompa e del motore

b) Per assicurare la protezione contro lo stillicidio e la sicurezza contro tensioni

meccaniche, utilizzare cavi con diametro esterno adeguato e avvitare bene il

pressacavo. In più, piegare i cavi in prossimità dell'attacco filettato in modo da formare

un'ansa di scarico che permetta di scaricare l'acqua di condensa in accumulo.

c) Mettere a terra la pompa/l'impianto come prescritto.

d) L, N, : tensione di rete: 1~230 VAC, 50/60 Hz, DIN IEC 60038, in alternativa è

possibile l'alimentazione di rete tra 2 fasi di una rete a corrente trifase messa a tessa

nel centro stella con una tensione a triangolo di 3~230 VAC, 50/60 Hz.

Frequenza di avviamenti massimi consigliati:

a) Attivazione/disattivazione mediante tensione di rete: 100/24 h

b) 20/h con una frequenza di commutazione di 1 min. tra le attivazioni/disattivazioni

mediante tensione di rete.

Una volta installata la nuova pompa è prevista l’installazione di nuova coibentazione termica

nelle tubazioni DN80 sprovviste. La coibentazione da installare è del tipo elastomero a celle chiuse



tipo Armaflex, da 89 mm di diametro interno e 41 mm di spessore. Al termine è prevista

l’installazione di una protezione dell’isolante in lamierino di alluminio.

Per la pulizia delle tubazioni e dei terminali, al fine del rispetto della norma UNI 8065, è stato

scelto di adottare un sistema di filtraggio e defangazione magnetica e pulizia semiautomatica con

installazione in parallelo a scarico zero.

Sul circuito secondario è prevista l’installazione di un filtro defangatore magnetico tipo IDRAMAG

FS1 per installazione derivazione (parallelo), di forma cilindrica verticale con attacchi contrapposti

disassati (ingresso dall'alto ed uscita dal basso affinché il flusso attraversi completamente l'area di

attrazione dei magneti), magneti estraibili dall'alto. Corpo in acciaio INOX AISI304 finitura satinata,

coperchio flangiato con chiusura a golfari ribaltabili e OR di tenuta in EPDM. Cestello filtrante porta

sacco filtrante estraibile in lamiera forata in acciaio INOX AISI304. Porta magneti realizzati in

acciaio inox posizionati in modo concentrico ed equidistanti sul coperchio superiore. Magneti al

Neodimio da 12.000 Gauss con diametro 19 mm, assemblati con supporto filettato in alluminio ed

estraibili dall'alto a filtro chiuso. Valvola di scarico in ottone 1", valvola di sfiato automatica in ottone

½".

- Diametro del corpo: 110 mm

- Altezza del corpo: 760 mm

- Ingombro in h con porta magneti assemblato: 1.250 mm

- Attacchi: 1"1/2G

- N°1 candele magnetiche

- Lunghezza candele magnetiche: 450 mm



- Cestello porta sacco filtrante: diam 95 mm - h 340 mm

- Sacco filtrante: 25 micron - Volume 2350 Cc

- Pressione massima di esercizio: 10 Bar

- temperature di esercizio: 4 ÷ 80° C

Il sistema di filtrazione magnetica IDRAMAG FS 1 è un sistema di nuova generazione idoneo per la

pulizia di grandi impianti e capace di rimuovere gli ossidi di ferro e materiali sedimentabili durante

il normale utilizzo del circuito. Il sistema previsto include una pompa di ricircolo parallelo (tipo DAB

EVO STA 40 o simili) da mettere in sequenza coordinata con la pompa generale di spinta e un

contatore volumetrico necessario a verificare e valutare il volume di liquido filtrato e quindi di

pianificare gli interventi di pulizia del filtro stesso.

Questo metodo di bonifica per impianti termici permette di non risciacquare o scaricare l'impianto,

evitando costi aggiuntivi per lo smaltimento dell'acqua.

Sul lato primario dello scambiatore è previsto l’utilizzo di un sistema simile utilizzando un filtro

defangatore IDRAMAG XL, che, oltre ad avere un magnete di neodimio da 10.500 GAUSS in grado

di attrarre un grosso quantitativo di ossidi di ferro, contiene una rete filtrante da 450 micron in grado

di trattenere anche impurità non magnetiche.

Grazie al magnete estraibile dal basso, allo scarico sul fondo ed all'interasse ingresso-uscita di soli 4

cm, consente un’installazione con il minimo ingombro ed un’operazione di pulizia estremamente

semplice.

La massima efficacia nella separazione degli ossidi di ferro con entrambi i filtri previsti, si ottiene

aggiungendo all'acqua del circuito il protettivo IDRATERM 110, prodotto certificato BUILDCERT

che garantisce la protezione dell'impianto dalle corrosioni e rende gli ossidi di ferro più attraibili dal

magnete. Inoltre deve essere aggiunto il disperdente per ossidi metallici IDRATERM 300 e rimanere

all'interno del circuito insieme al protettivo IDRATERM 110.

Modifica alla rete di distribuzione e controllo

Per quel che riguarda la rete di distribuzione, in base al suo disegno complessivo, si ritiene

che la modifica più efficace, nell’intenzione di non sconvolgere il layout e quindi di lasciare inalterate

le linee di distribuzione orizzontale e le colonne verticali, sia quella di inserire una valvola di zona a



due vie motorizzata a monte di ogni collettore. Ricordiamo che sono presenti 4 collettori su ognuno

dei 4 piani dell’edificio. Ogni collettore è al servizio mediamente di 3-4 ambienti.

Figura 6

Il sistema complessivo delle 16 valvole sarà gestito da un complesso di 4 regolatori (uno per

piano), in completa indipendenza sia da un punto di vista di programmazione oraria, sia da un punto

di vista di set point di temperatura.

Figura 7 – Corpo Valvole Coster YDG 222



Figura 8- Servo motore

La soluzione tecnologica di riferimento è quella offerta dalla Coster. In particolare il

regolatore YLC 740 con il suo modulo di espansione CST800 consente il controllo completo della

centrale termica, del generatore di calore e della poma di spinta, attraverso 4 sonde sulle line di

mandata/ritorno lato primario e secondario dello scambiatore, della sonda esterna attraverso le

informazioni ricevute via BUS dai moduli PEC 442 relative alle temperature delle varie zone. Il

modulo PEC442, su ogni piano, gestisce le 4 valvole relative al proprio piano e attraverso 4 sonde

ambiente da installare in punti strategici, è possibile operare un controllo anche attraverso

l’impostazione di temperature di setpoint e specifici orari di attivazione distinti. I 4 controllori sono

poi gestiti in BUS da un modulo MDM 232 che tramite una connessione GSM/3G consente un

telecontrollo remoto ed una gestione/lettura dello stato delle valvole e dei valori letti dalle varie sonde

di temperatura, nonché una modifica delle programmazioni orarie di ogni regolatore.

Con questo sistema sarà quindi possibile gestire in modo capillare il clima nelle diverse zone

di ciascun piano dell’edificio andando ad ottimizzare la richiesta di calore nei periodi di reale

necessità e di limitare comunque l’apporto energetico oltre ad un certo valore. Questa ottimizzazione

avrà come effetto, oltre ad un netto miglioramento delle condizioni di comfort, anche un risparmio

energetico in termini di metri cubi di metano consumati.

Del sistema di controllo proposto (per ogni piano) si possono sintetizzare le seguenti

caratteristiche prestazionali:

• Tutti i prodotti e/o materiali da utilizzarsi per la realizzazione del presente progetto,

qualora possano essere dotati di marcatura CE secondo la normativa tecnica vigente,

dovranno essere muniti di tale marchio.

YLC740



Figura 9 – PLC di controllo

HARDWARE

- contenitore 4 moduli DIN adatto per installazione su barra DIN

- display alfanumerico 16 x 2 mm retroilluminato

- tastiera a 4 tasti

- n. 4 DO: uscite relé 230V, 5A, surge protection

- n. 2 AO: uscite 0-10V

- n. 4 UI: ingresso analogico 0–10 V/digitale/conteggio

- n. 16 TI: bus a due fili per collegamento di sonde di temperatura indicizzate

con tecnologia 1-WIRE

- n. 1 slot per SD Card Reader

- real time clock

- n. 1 porta seriale RS232 per collegamento remoto o locale tramite gateways

a reti Ethernet, wi-fi, GPRS, GSM tramite protocollo Modbus RS232

- n. 1 porta seriale RS485 per collegamento moduli di espansione tramite

protocollo ModBus RS485

MECCANICHE

- Limiti temperatura di funzionamento: 0 ÷ 45 °C

- Limiti temperatura di stoccaggio: -25 ÷ +60 °C

- Classe umidità ambiente: F DIN 40040

- Classe contenitore modulo: DIN 43700

- Materiale case: Plastica nera tipo NORYL SE1 GFN2

- Dimensioni: 70 x 120 x 62 mm

- Peso: 200 g

ELETTRICHE

- Alimentazione: 12 VDC

- Tensione massima applicabile ai relè: 250 VAC

- Potenza apparente: 5 VA

- Corrente massima: 5 A



- Grado di protezione anteriore: IP 40

- Grado di protezione posteriore: IP 20

- Disturbi radio: VDE 0875/0871

- Contatti d’uscita: Liberi da potenziale

- Norme di costruzione: CEI

- Tempo di mantenimento dati in memoria: 7 anni.

FUNZIONALI

- n. 1÷16 espansioni punti tipo PEC442 O PEU002 collegabili

FUNZIONI LIBERAMENTE CONFIGURABILI

- n. 32 Regolatori PI

- n. 32 Orologi settimanali (10 passi di programma orario ciascuno)

- n. 32 Regolazioni termostatiche

- n. 20 Periodi di sospensione vacanza (per ogni mandata)

- n. 25 Accensioni straordinarie (per ogni mandata)

- n. 32 Sonde di temperatura

- n. 32 Circolatori (singoli, doppi, gemellari) con funzione antibloccaggio,

ritardo accensione, post-circolazione;

- n. 16 Valvole miscelatrici

- n. 8 Generatori, con gestione della cascata di moduli termici, regolazione del

bruciatore di tipo monostadio, bistadio, modulante a 3 punti e/o 0-10V in

potenza, modulante a 3 punti e/o 0-10V in temperatura, OpenTherm, gestione

pannelli solari, gruppi frigoriferi, pompe di calore e generatori ad isteresi

- n. 4 loop di gestione ACS, con funzione di priorità boiler, regolazione

ricircolo a punto fisso e funzione antibatterica;

- funzione di gestione di utenze in modalità climatica e a punto fisso

- possibilità di definire 1÷16 Curve climatiche a tre pendenze consecutive, con

definizione di limite max e min della temperatura di mandata,

- correzione della curva di riscaldamento con auto-adattamento in funzione

dell’autorità ambiente

- ottimizzatore tempi di accensione/spegnimento

- funzione antigelo

- regolazioni miscelate ad una o piu’ sonde di temperatura ambiente,

selezionabili tra MEDIA, MAX, MIN e termostatica

- funzione gestione completa di unità trattamento aria UTA: serrande, batterie

pretrattamento e postriscaldamento, antigelo, freecooling, recuperatore,

ventilatori, umidificatore;

- correzione automatica dell’ora legale

- calendario perpetuo



PEC442

Figura 10 – Espansione a piano

Modulo di espansione I/O 4D0-4DI-2AI(T5/PT1000) in grado di comunicare con le unità centrali

YLC7x0, consente l’espansione della struttura del sistema.

Delle seguenti caratteristiche tecniche:

HARDWARE

- contenitore 4 moduli DIN adatto per installazione su barra DIN

- n. 4 DO: uscite relé 230V, 5A, surge protection

- n. 4 DI: ingresso digitale

- n. 2 AI: ingressi per sonde T5/PT1000

- n. 1 porta seriale RS485 per collegamento a regolatore YLC7x0 tramite protocollo ModBus RS485

MECCANICHE

- Limiti temperatura di funzionamento: 0 ÷ 45 °C

- Limiti temperatura di stoccaggio: -25 ÷ +60 °C

- Classe umidità ambiente: F DIN 40040

- Classe contenitore modulo: DIN 43700

- Materiale case: Plastica nera tipo NORYL SE1 GFN2

- Dimensioni: 70 x 120 x 62 mm

- Peso: 175 g



ELETTRICHE

- Alimentazione: 12 VDC

- Tensione massima applicabile ai relè: 250 VAC

- Potenza apparente: 5 VA

- Corrente massima: 5 A

- Grado di protezione anteriore: IP 40

- Grado di protezione posteriore: IP 20

- Disturbi radio: VDE 0875/0871

- Contatti d’uscita: liberi da potenziale

- Norme di costruzione: CEI

Per i dettagli sui collegamenti fare riferimento alle tavole grafiche degli elaborati tecnici

Modifica dei terminali e controllo termostatico

Come già esposto, i terminali originali sono quelli che mostrano inevitabilmente i maggiori

segni del tempo, sia esteticamente, che soprattutto in termini di funzionamento. Si propone quindi

una sostituzione completa dei radiatori in acciaio. A parte un paio di eccezioni, nei locali dove sono

presenti questi tipi di radiatore non ne sono presenti altri. Quindi il dimensionamento dei nuovi

elementi radianti si basa sul calcolo del fabbisogno energetico post-intervento di riqualificazione

energetica.

Figura 11

Il modello di riferimento scelto sia per motivi di praticità, di design simile a quelli già presenti

e di resa, è il Global VOX.

L’altezza della nicchia sottofinestra dove sono alloggiati la maggior parte dei radiatori, è alta solo 80

cm circa. Risulta quindi impossibile garantire la corretta installazione per radiatori più alti di 60 cm

dovendo rispettare i 10 cm da terra ed i 10 cm dalla mensola sottofinestra (foto 3) – ed i 3 cm dalla



parete esterna. Si considera quindi l’installazione del modello Global Vox 500, o comunque di un

modello con altezza pari a 590 mm.

Foto 8

La distribuzione orizzontale dell’elemento radiante ne migliora ulteriormente anche la resa in

termini di distribuzione della radiazione.

Dei terminali proposti è possibile sintetizzare le seguenti caratteristiche prestazionali:

• Tutti i prodotti e/o materiali da utilizzarsi per la realizzazione del presente progetto, qualora possano

essere dotati di marcatura CE secondo la normativa tecnica vigente, dovranno essere muniti di tale

marchio.

• Materiale impiegato (lega di alluminio certificata secondo la norma EN AB 46100

• Verniciatura a bagno anaforesi e successivamente con polveri epossipoliestere

• Garanzia 10 anni

• Lunghezza elemento: 80 mm

• Altezza elemento: 590 mm

• Profondità elemento: 95 mm

• Interasse attacchi: 500 mm

• Attacchi: 1”

• Peso a vuoto un elemento: 1,45 kg

• Resa a DT 50°C: 127W

Rispettare tutte le norme applicabili. Inoltre si raccomanda:

– Minima distanza da terra: 10 cm

– Minima distanza da mensole superiori: min 10 cm

– Minima distanza da parete retro stante: 3 cm



A causa della drastica riduzione delle dispersioni termiche grazie alle opere di realizzazione

del cappotto termiche esterno e della sostituzione degli infissi, vi saranno ambienti in cui la potenza

termica messa a disposizione dai radiatori attualmente installati risulta maggiore di quella necessaria

e comunque vi siano delle condizioni di approti interni e/o esterni solari tali per cui risultino

particolarmente avvantaggiati rispettoa ad altri ambienti. Si ritiene quindi indispensabile, per questi

motivi, l’installazione di buone valvole termostatiche su ogni radiatore in modo da garantire, previa

una precisa calibrazione delle stesse, l’interruzione del flusso una volta raggiunta la temperatura

impostata. Date le caratteristiche dell’edificio pubblico si consiglia l’installazione non solo di valvole

con sistema di antimanomissione, ma anche valvole che abbiano intrinsecamente una resistenza

meccanica “antivandalo” adeguata. Il modello di riferimento selezionato è il modello LHB della

tedesca Oventrop (Figura 13). Tale modello, oltre a garantire la massima sicurezza in termini di

regolazione, offre una resistenza meccanica fino ad un carico pari a circa 100 kg.

Figura 12

La valvola termostatica va ad agire su una valvola termostatizzabile di cui è prevista l’installazione

su tutti i radiatori presenti, con le seguenti caratteristiche prestazionali:

• Tutti i prodotti e/o materiali da utilizzarsi per la realizzazione del presente progetto, qualora

possano essere dotati di marcatura CE secondo la normativa tecnica vigente, dovranno

essere muniti di tale marchio.

• Valvola in ottone nichelato, perno in acciaio inox, attacco per collegamento filettato o a morsetto.

• Testato e approvato secondo EN 215.

• Attacco filettato termostato: M 30 x 1,5

• Materiale: Ottone; Superficie: nichelato

• Valore kv (2K): 0,65; Valore kvs: 0,90

• Diametro: DN 15

• Versione: Angolo



• Collegamento: G ¾ M x R ½ M

• Delta t mass.: 1 bar; Pressione mass.: PN 10

• Temperatura mass.: 120 °C

Date le condizioni dei detentori e degli altri apparati a bordo dei radiatori, è prevista la sostituzione

degli stessi su tutti i radiatori.

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