I sistemi di regolazione per i sistemi radianti: efficienza e comfort in estate e in inverno

Comfort ed efficienza, sia in estate che in inverno, sono due aspetti che non possono essere separati quando si progetta un nuovo edificio o una riqualificazione. Al fine di garantire le prestazioni dei sistemi impiantistici (sistemi di generazione e di emissione), e contemporaneamente fornire agli occupanti la possibilità di gestione degli ambienti, devono essere installati dispositivi per la regolazione e il controllo dei parametri interni e dei consumi.

sistema-regolazione-impianti-radianti_01.jpgSistema di regolazione - Fonte: 123rf.com

Da alcuni anni la regolazione è diventata uno strumento indispensabile per aumentare l’efficienza energetica degli impianti HVAC (Per sistemi HVAC -Heating, Ventilating and Air Conditioning- si intendono i sistemi per la climatizzazione degli ambienti ovvero per il riscaldamento, la ventilazione e il condizionamento) e per verificare le prestazioni e i risparmi attesi. Al fine di sviluppare la migliore soluzione impiantistica e di regolazione è fondamentale un approccio che consideri le tecnologie disponibili, le esigenze specifiche dell’edificio e degli occupanti e le condizioni climatiche esterne.

Tra i metodi per la riduzione dei consumi vi è l’analisi dei sistemi di regolazione che consiste nel riesaminare e rivalutare i componenti installati al fine di aumentarne l’efficienza e l’efficacia. La procedura richiede un’elevata capacità di analisi ed esperienza, dato che le modifiche necessarie devono tenere conto dello schema complessivo dell’edificio e di tutte le sue variabili.

I sistemi di regolazione e di building automation possono essere una fonte di informazioni da analizzare, interpretare e integrare con ulteriori indagini strumentali. 

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Sistema di controllo da remoto tramite app

I componenti dei sistemi di regolazione

I componenti principali del sistema di regolazione sono elencati di seguito:

  • Domotica
  • Termoregolazione
  • Sistema di supervisione / gestione (BMS, Building Management System)
  • Telecontrollo
  • Sensori
  • Attuatori
  • Sistema di collegamento dei sensori
  • Termostati/ interfaccia utente. 

Sistemi di termoregolazione

Sono di seguito elencati i parametri registrati dai sistemi di termoregolazione attraverso sensori e strumenti di misura. I parametri elencati si riferiscono ai sistemi radianti integrati con sistemi di deumidificazione/ventilazione (di seguito definiti sistemi di trattamento dell’aria).

  • Temperatura dell’aria interna
  • Umidità relativa dell’aria interna
  • Temperatura dell’aria esterna
  • Umidità relativa dell’aria esterna
  • Temperatura di mandata/ritorno dell’acqua
  • Temperatura superficiale di un sistema radiante
  • Portata d’acqua nei circuiti idronici (ad esempio alle utenze)
  • Funzionamento dei ventilatori, delle valvole e delle serrande (grado di apertura ecc.)
  • Portata d’aria nei circuiti aeraulici
  • Portata di ventilazione
  • Potenza, volume, energia (attraverso un conta calorie)
  • Sensori di qualità dell’aria: VOC, CO2.

I sensori installati all’interno degli edifici rilevano le grandezze di interesse per monitorare le prestazioni energetiche dell’edificio e, per quanto possibile nel rispetto della privacy, del comportamento degli occupanti. Tali funzioni si integrano con la comunicazione al sistema centrale di regolazione. Sono disponibili sul mercato sensori in grado di trasmettere i dati acquisiti in modalità wireless. Tra i vantaggi di tali sensori vi sono la limitata invasività, la riduzione dei tempi di installazione la durata (basso consumo delle batterie). I parametri fondamentali da tenere conto nell’installazione sono la copertura di distanze di comunicazione idonee all’utilizzo e la sicurezza nel trasferimento e nella registrazione dei dati.

Sistemi di regolazione e normative

Le principali normative relative ai sistemi di regolazione sono:

  • UNI EN 15232-1:2017. Prestazione energetica degli edifici - Parte 1: Impatto dell'automazione, del controllo e della gestione tecnica degli edifici
  • UNI CEN/TR 15232-2:2018. Prestazione energetica degli edifici - Parte 2: Rapporto tecnico che accompagna il prEN 15232-1:2015
  • UNI CEI TS 11672:2017. Attività professionali non regolamentate - Figure professionali che eseguono l’installazione e la manutenzione dei sistemi BACS (Building Automation Control System) - Requisiti di conoscenza, abilità e competenza

Le due principali normative nell’ambito dei sistemi di regolazione per i sistemi radianti sono:

  • ISO 11855-6:2018. Building environment design -- Design, dimensioning, installation and control of embedded radiant heating and cooling systems Control
  • ISO 18566-4:2017. Building environment design — Design, test methods and control of hydronic radiant heating and cooling panel systems — Part 4: Control of ceiling mounted radiant heating and cooling panels.

Sistema di gestione dell’edificio, BMS (Building Management System)

Il Building Management System (BMS) è una rete di dati integrata con un sistema per l'automazione, il monitoraggio e il controllo di impianti HVAC, di illuminazione e delle altre funzioni di un edificio. Collegando apparecchiature HVAC, come sensori, controller, pompe e ventilatori ad un BMS è possibile controllare, per mezzo di uno speciale software, il sistema di climatizzazione ed altri sistemi come ad esempio l’illuminazione.

Collegando componenti HVAC e sistemi di illuminazione a un BMS è possibile ottenere illimitate possibilità di controllo, poiché nuove strategie possono essere facilmente implementate riprogrammando il software di gestione.

Una caratteristica fondamentale del sistema BMS è il salvataggio dei dati storici. Solo attraverso l’archivio dei dati pregressi è possibile analizzare, elaborare e confrontare le diverse modifiche degli impianti.

La norma UNI EN 15232-1:2017 (BACS) specifica una lista strutturata delle funzioni di controllo, automazione e gestione tecnica degli edifici che contribuiscono alla prestazione energetica degli stessi; le funzioni sono state classificate e strutturate in funzione della regolamentazione per l'edilizia e così denominate Building automation and control (BAC), un metodo per definire i requisiti minimi o ogni altra specifica riguardante le funzioni di controllo, automazione e gestione tecnica degli edifici che contribuiscono all'efficienza energetica di un edificio, implementabili in edifici di diversa complessità, e un metodo semplificato per arrivare ad una prima stima dell’impatto delle suddette funzioni su edifici e profili d'uso rappresentativi. Vengono inoltre riportati i metodi dettagliati per valutare l’impatto di queste funzioni su un determinato edificio.

La norma UNI EN 15232-1 definisce quattro Classi di efficienza energetica, ovvero:

  • Classe D “Non energy efficient” - Impianti senza automazione, energeticamente non efficienti
  • Classe C “Standard”- Impianti con automazione realizzata con sistemi tradizionali o bus con funzioni di base
  • Classe B “Advanced”- Impianti con automazione realizzata con sistemi bus e funzioni di coordinamento centralizzato
  • Classe A “High Energy Perfomance” - Come Classe B, ma con livelli di precisione e completezza del controllo automatico tali da garantire elevate prestazioni energetiche all’impianto.

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