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RISCALDARE, RISPARMIARE e ARREDARE - PRESTAZIONI di PANNELLI RADIANTI e RADIATORI
RISCALDARE E RISPARMIARE: LA GRANDE SFIDA DELLA CLIMATIZZAZIONE DEGLI EDIFICI. Dr.Ing. FRANCESCO PAOLETTI
Evidente la non adeguatezza e convenienza economica del riscaldamento a pannelli radianti per edifici civili di nuova costruzione in classe A, caratterizzati da carichi termici ridottissimi e bassissima inerzia termica.
L’assenza di radiatori che occupano spazio sulle pareti è proposto come un vantaggio del riscaldamento a pavimento che risulta senza alcun impatto visivo: ma scegliere caloriferi belli, dalle forme originali e costruiti per lo spazio disponibile, può determinare vere ar-chitetture d’interni personalizzate dal colore o quasi invisibili nelle finiture delle pareti.
Prendere la giusta decisione per riscaldare lapropria abitazione è fondamentale: i vantaggi economici tanto millantati del sistema a pan-nelli radianti si è dimostrato non veritiero.La possibilità di spegnere e riaccendere il riscaldamento in maniera repentina e veloce (vero ed unico risparmio energetico), rimane ad oggi la soluzione più idonea.
RISCALDARE e RISPARMIARE
Ricercare risparmio nei costi energetici del riscaldamento è l’impegno che tutti, progettisti,impiantisti, costruttori e legislatori, ricercano per:
• abbattere le emissioni inquinanti in atmosfera
• ottimizzare le prestazioni per il confort
• contenere il consumo energetico.

I due sistemi di riscaldamento più diffusi sono:

L’IMPIANTO A CALORIFERI
è il classico impianto di riscaldamento con  caldaia o pompa di calore e caloriferi che, con una veloce trasmissione del calore (bassa inerzia termica), possono:
• funzionare sia a bassa che alta temperatura dell’acqua nell’impianto
• avere adeguamenti quasi istantanei alla variazione della temperatura con regolazionisemplici, economiche, di zona o per ambiente
• facilitare ed economizzare l’installazione
• minimizzare i consumi elettrici delle pompe
La bassa inerzia termica dei caloriferi rende facile mantenere l’ambiente alla temperatura di comfort (20°C) solamente quando serve e consente signiἀcativi risparmi energetici.

L’IMPIANTO RADIANTE A PAVIMENTO
solo ad alta inerzia termica, è realizzato con tubazioni in polietilene reticolato o multistrato posate su un pannello isolante, annegate nelmassetto di sottofondo del pavimento ed è costituito da uno o più circuiti per ogni ambiente da riscaldare.
• La temperatura superḀciale del pavimento non deve superare i 29 °C nelle zone di soggiorno e i 35 °C nelle zone servizi.
• La regolazione della temperatura ambiente può essere del tipo on/off con interruzione della circolazione dell’acqua, o modulante sulla temperatura di mandata dell’acqua.
• La regolazione per singolo ambiente è rea-lizzata con valvole motorizzate su ogni circuito.
• Nei bagni va aggiunto uno scaldasalviette dal funzionamento elettrico o misto poichè i pannelli non assicurarano il giusto confort.
Il calore viene prima trasmesso al massetto completo di pavimento e in seguito ceduto all’ambiente per riscaldare i locali, il tempo di messa a regime del pavimento radiante è di circa 6 o 4 ore a seconda della tiplogia di sistema radiante (alta inerzia termica); il tempo necessario tra la richiesta/interruzione dell’emissione calore e la percezione nell’am-biente è notevole e determina un maggior consumo di energia.

FABBISOGNO ENERGETICO DEGLI EDIFICI
è regolato da numerosi fenomeni fisici legati allo scambio termico, trasmissione del calore, tipologia e caratteristiche di generatori di calore ed elementi riscaldanti.I principali fattori che determinano la quantità di energia necessaria a riscaldare un edifcio sono quindi:
• Caratteristiche termoigrometriche dei materiali costituenti l’edificio;
• Efficienza impiantistica;
• Consumi elettrici ausiliari;
• Interazione edifcio impianto
• Destinazione d’uso dell’edificio
La ricerca della massima efficienza e sosteni-bilità è rivolta al raggiungimento del massimo di ogni parametro impiegato.

L’INVOLUCRO EDILIZIO
è il principale responsabile del fabbisogno termico di un edificio. La quantità di calore necessaria a riscaldare un edificio, e di conseguenza dei suoi consumi energetici, dipende unicamente dalle sue caratteristiche costruttive.La potenza termica che deve essere fornita dal sistema di riscaldamento per mantenere un edificio alla temperatura di 20 °C è la stes-sa indipendentemente dal tipo di impianto.
A titolo di esempio:
Classe Energetica  Superficie riscaldata Potenza termica richiesta
Classe A              100 mq                  4.050 W-
Classe G              100 mq                 13.000 W
La potenza termica richiesta è in funzione dell’isolamento dell’edificio.

INTERAZIONE EDIFICIO IMPIANTO
La destinazione d’uso dell’immobile influisce sulle modalità di funzionamento dell’impianto:
• Continuo
• Intermittente
L’impianto deve essere quindi in grado di ottimizzare il suo rendimento in funzione del regime di funzionamento.Gli edifici residenziali, così come gli uffici e le scuole, non sono occupati stabilmente e possono pertanto essere riscaldati in modo intermittente, quindi è utile ai fini del risparmio energetico il funzionamento intermittente (l’attuale normativa impone il funzionamento su più livelli di temperatura giornaliera).
L’abitazione deve mantenere costante la temperatura a regime di comfort (20 °C), solo quando c’è la presenza di persone.

L’EFFICIENZA IMPIANTISTICA
è il rendimento di un impianto per:
• Produzione, dipende dalle caratteristiche del generatore di calore.
• Distribuzione, dipende dalle caratteristiche della rete idraulica.
• Emissione, dipende dalle caratteristiche dei caloriferi in ambiente.
• Regolazione, dipende dalla inerzia termica dei caloriferi.

- Il RENDIMENTO DI PRODUZIONE è in funzione delle caratteristiche del genera-tore di calore e dei corpi scaldanti.Il rendimento di combustione per le caldaie a condensazione o il COP (coefficiente di prestazione) per le pompe di calore è inᴀuen-zato dalla temperatura media dell’acqua dell’impianto, più questa temperatura media è bassa maggiore è il rendimento.

- Il RENDIMENTO DI DISTRIBUZIONE è in funzione della:
• lunghezza della rete di collegamento tra il generatore di calore e i corpi scaldanti (conte-nere il più possibile la lunghezza delle tubazioni e impiegare isolanti efficaci)
• temperatura media dell’acqua all’interno delle tubazioni e soprattutto del suo isolamento. (bassa temperatura: < 50 °C)
• dei consumi elettrici (pompe di circolazione, valvole motorizzate): più sono alti minore è il rendimento.
È inoltre opportuno impiegare elementi riscal-danti che operano a bassa temperatura:
• Fancoil
• Pannelli radianti
• Caloriferi/RadiatoriTutti i radiatori di qualsiasi materiale sono adattiindifferentemente ad alta e bassa temperatura.

- Il RENDIMENTO DI EMISSIONE è caratteristico degli elementi riscaldanti. La potenza resa viene indicata nei cataloghi delle aziende produttrici.
- Il RENDIMENTO DI REGOLAZIONE è in funzione di numerosi parametri, tra cui il principale è l’inerzia termica dell’impianto.Un aspetto positivo dei radiatori è la possibili-tà di sfruttare gli innalzamenti di temperatura gratuiti (l’irraggiamento solare, la mezza stagione, il calore interno, la presenza di persone, ecc.) in quanto grazie alla bassa inerzia termica, interrompono istantaneamente l’erogazione del calore (regolazioni inefḀcaci per impianti a pannelli).
I sistemi a bassa inerzia termica seguono velocemente le variazioni di temperatura (interne ed esterne all’ediἀcio) e hannoun rendimento di regolazione più elevato rispetto ai sistemi ad alta inerzia termica.
CONVENZIONE DI RICERCA tra Dipartimento di Energetica “Sergio Stecco” UNIVERSITÀ DI FIRENZE e GLOBAL Srl.
Per il confronto sono state realizzate 2 camere di prova identiche per dimensioni, tipologia costruttiva e fabbisogno energetico equivalentea un edificio di circa 50/60 mq in classe A, una con pannelli radianti e una con radiatori, entrambe con pompa di calore da 7,50 kw.Il profilo termico delle due stanze di prova può considerarsi ragionevolmente comparabile ed essere quindi assunto come rappresentativo. Il confronto tra i consumi dei due sistemi èsvincolato dal tipo di sorgente termica impie-gata e si basa sull’effettivo calore entrante in ogni impianto.

ANALISI RISULTATI
L’analisi dei grafici e dei consumi di energia dei due sistemi mostra che in tutte le circo-stanze ed in tutti i regimi di funzionamento (continuo/intermittente):
• l’impianto a pannelli radianti consuma più energia rispetto all’impianto a radiatori
• i consumi elettrici del sistema radiante sono risultati sempre maggiori rispetto al sistema con radiatori
• a parità di set point di temperatura, e nonostante una regolazione più raffinata, la temperatura della camera riscaldata con i pannelli radianti tende ad essere sempre più elevata rispetto all’altra camera in particolare, durante il funzionamento a fasce orarie, si osserva una temperatura più alta anche con l’impianto spento che nella pratica corrsponde ai momenti in cui l’edificio non è abitato e non sussiste alcuna necessità di riscaldamento.

Questo è più evidente all’aumentare della temperatura esterna e dell’escursione termica giornaliera (a mezza stagione), condizione caratteristica della maggior parte delle ore di funzionamento degli impianti di riscaldamento nella gran parte del territorio italiano.

Anche nelle prove avvenute con l’acqua dei radiatori tarata a temperatura più alta, con forte penalizzazione del consumo, sono stati rilevati risparmi significativi nell’impianto a caloriferi (a dimostrazione che l’ottimizzazione del rendimento di produzione può essere vana se il sistema di emissione non è in condizione di massimizzare il rendimento di regolazione). Oltre ai consumi termici sono risultati sempre maggiori anche i consumi elettrici del sistema radiante, a causa della più alta potenza di pompaggio necessaria alla circolazione di un quantitativo di acqua maggiore rispetto al circuito radiatori.
RISULTATI PRIMA CAMPAGNA DI PROVE
Energia totale consumata da 10/02 a 01/05
Funzionamento continuo 24 ore
Funzionamento intermittente su 2 fasce orarie
Funzionamento intermittente su 3 fasce orarie
Regolazione pannelli radianti on/off
Regolazione radiatori on/off
Temperatura mandata pannelli radianti 40ºC
Temperatura set-point pompe di calore 45ºC
Energia attiva Pannelli 861.898 KW
Energia attiva Radiatori 638.999 KW
CONSUMO ENERGIA PANNELLI +34,9%
RISULTATI SECONDA CAMPAGNA DI PROVE
Energia totale consumata da 23/11 a 15/04
Funzionamento continuo 24 ore
Funzionamento intermittente su 3 fasce orarie
Regolazione pannelli radianti on/off
Regolazione radiatori on/off
Temperatura mandata pannelli radianti 35ºC
Temperatura set-point pompe di calore 40ºC
Energia attiva Pannelli 1756.700 KW
Energia attiva Radiatori 1591.400 KW
CONSUMO ENERGIA PANNELLI +10,4%

La seconda campagna di prove è eseguita con una impostazione volta ad ottimizzare il sistema radiante (funzionamento continuo a bassa temperatura) e contemporaneamente è stato scelto di alimentare i radiatori a tem-peratura più elevata (scelta penalizzante del rendimento e consumo della pompa di calore).
Giorni  Consumo EnergiaConsumo Energia
PannelliCaloriferiDIFFERENZA
daakWht
kWht
Pannelli-Caloriferi
16/220/287,479,0+10,6%
24/23/3115,982,9
+39,8%
19/38/4221,7178,2
+24,4%
I CONSUMI ENERGETICI dell’impianto con PANNELLI RADIANTI superano dal 10 al 40% i consumi dell’impianto con RADIATORI
CONFRONTO DELLE PRESTAZIONI DEI DUE IMPIANTI
I criteri di selezione dei dati, hanno identificatoi cinque giorni che possono considerarsi rappresentativi dei differenti casi di conduzione dei due impianti in esame.
Si vede come i pannelli radianti abbiano con-sumi termici maggiori rispetto ai radiatori, con differenze comprese tra il 4 e il 44% nei giorni tipo dei periodi di test presi in considerazione. Le differenze sono minime con funzionamento continuo, mentre crescono sensibilmente nei test funzionamento a fasce orarie, confermando l’attitudine dei pannelli radianti ad operare in continuo per l’alta inerzia termica.
I consumi termici di ognuno dei due impianti sono stati ricavati dalle temperature di mandata e ritorno dell’acqua e alla temperatura ambienteprevio scorporo degli assorbimenti elettrici.
I risultati hanno evidenziato un minor consumo termico dei radiatori, variabile dal 5% per conduzione continua (ottimale per i pannelli) fino al 40% per regimi fortemente discontinui.
La differenza tra i consumi elettrici e quelli ter-mici dei due sistemi è esaltata man mano che si procede verso stagioni calde, in cui le ridot-te richieste termiche incrementano l’incidenza sui consumi (elettrici) dei circolatori.
• In tutte le prove si è osservato che la tempe-ratura media della stanza con pannelli radianti è superiore a quella della stanza con radiatori a causa dall’alta inerzia termica dei pannelli.
• Questo spiega anche perché il sistema a pannelli, nelle ore in cui il funzionamento è discontinuo, consuma generalmente più energia rispetto ai radiatori.
La tabella rappresenta i consumi termici ed elettrici complessivi nell’arco delle 24 ore dei cinque giorni tipo
 
GIORNO
TIPO
Consumo Termico tot
DIFFERENZA
Consumo Elettrico
DIFFEERENZA
Pannelli
Caloriferi
Consumo termico
Pannelli
Caloriferi
Consumo elettrico
kWht
kWht
Pannelli - Caloriferi
kWht
kWht
Pannelli - Caloriferi
141,539,7+4,5%
17,115,2
+12,5%
233,126,5
+24,9%
15,010,3
+45,6%
319,316,7
+15,6%
10,29,2
+10,9%
417,79,9
+78,8%
9,67,2
+33,3%
513,611,6
+17,2%
8,53,6
+23,6%
L’UTENTE PUÒ VALUTARE QUANTO PUÒ RISPARMIARE CON L’IMPIANTO A RADIATORI A FUNZIONAMENTO INTERROTTO
BREM S.r.l.
via dell'Artigianato, 8
24046 Osio Sotto (BG) Italy
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