Caldaia a condensazione e impianto di riscaldamento a pavimento: ecco perché abbinarli

L’abbinamento tra sistemi radianti idronici e caldaie a condensazione presenta molteplici vantaggi, che sono descritti nel presente articolo. Viene proposta una metodologia semplificata per valutare le possibili scelte impiantistiche sulla base dei valori riportati nella normativa italiana di riferimento per i sistemi impiantistici per il riscaldamento ovvero la UNI/TS 11300-2.


Una metodologia semplice per confrontare i sistemi impiantistici

La serie delle norme UNI/TS 11300 sono il riferimento tecnico principale alla base degli APE, Attestati di Prestazione Energetica. La parte 2 si intitola “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” ed è stata aggiornata nel 2019.

 

Sistemi radianti: l'abbinamento con le caldaie a condensazione

 

La metodologia di calcolo in riscaldamento della UNI/TS 11300-2 si basa sulla suddivisione in sottosistemi così organizzati:

  • Sottosistemi di utilizzazione (emissione, regolazione, distribuzione)
  • Sottosistemi di generazione

Sulla base dei valori di quattro rendimenti, moltiplicandoli tra di loro è possibile ottenere il rendimento medio che rappresenta il sistema impiantistico nel suo complesso, ovvero generatore di calore, distribuzione, emissione e regolazione.

Il vantaggio nella scelta di un sistema radiante abbinato ad una caldaia a condensazione non si evidenzia solo nei rendimenti di emissione sopra descritti, ma viene enfatizzato anche da due ulteriori aspetti:

  • Assenza di penalizzazioni legate alla distribuzione
  • Assenza di penalizzazioni legate alla produzione di acqua ad elevata temperatura.

Nell’esempio di seguito è riportato un confronto tra due tecnologie: sistema a radiatori con caldaia non efficiente e sistema radiante a pavimento abbinato ad una caldaia a condensazione (ipotizzando di non agire sull’involucro, ma solo sugli impianti).

 

confronto tra due tecnologie: sistema a radiatori con caldaia non efficiente e sistema radiante a pavimento abbinato ad una caldaia a condensazione

 

Commenti ai valori riportati in tabella

Il rendimento di emissione del radiatore (con carico termico medio annuo maggiore di 10 W/m3) viene ridotto del 2% a causa della temperatura di mandata di 85°C e del 4% a causa dell’installazione su parete disperdente.

Il rendimento di distribuzione nel caso di sistemi radianti passa da 96% a 98% a causa della ridotta temperatura di mandata (circa 23°C).

Il rendimento di generazione della caldaia a condensazione pari al 101% è il risultato dell’installazione all’interno, modulante, e con una temperatura di ritorno nel mese più freddo inferiore a 40°C: queste caratteristiche sono tipiche dell’abbinamento con sistemi di emissione a bassa differenza di temperatura, come i sistemi radianti.

Rappresentazione grafica dei risultati dei rendimenti.

 

tabella sui rendimenti

 

L’esempio descritto suggerisce una metodologia rapida di confronto, che si basa sulla valutazione dei rendimenti (approccio con rendimenti tabulati). Tale valutazione permette di valutare correttamente le scelte impiantistiche non solo singolarmente (scelgo le tecnologie con rendimento maggiore) ma anche come abbinamento, dato che i rendimenti sono reciprocamente influenzati.

 

Il rendimento di regolazione: focus sulle tecnologie

Il rendimento di regolazione è tanto più alto quanto più la temperatura ambiente:

  • è costante nel tempo;
  • è uniforme tra vari ambienti facenti capo allo stesso sistema di regolazione.

La regolazione reale è caratterizzata da tempi di risposta più lunghi rispetto a quella teorica: essa interviene quando percepisce non il disturbo (come ad esempio l’aumento del livello di occupazione), bensì la sua conseguenza (aumento indesiderato della temperatura ambiente). La reattività del sensore non può incidere in alcun modo nella limitazione di questo ritardo.

È però possibile aumentare comfor ed efficienza energetica attraverso una scelta accurata del sistema di regolazione.

Il valore più elevato del rendimento di regolazione lo si ottiene in caso di regolazione PID, sensori installati in ogni ambiente e regolazione climatica: quest’ultimo aspetto nel caso di sistemi radianti è possibile realizzarlo in due modalità, come mostrato in figura.

Scelta del sistema di regolazione

 

Nonostante nella norma UNI/TS 11300-2 non vi sia distinzione tra sonda climatica legata al collettore oppure legata al generatore di calore, attraverso simulazioni con codici di calcolo dinamici realizzati nel 2012 nel Dipartimento di Ingegneria Industriale dell’Università degli Studi di Padova è stato dimostrato che legare la sonda climatica al generatore di calore (caldaia) garantisce un risparmio del 3% annuo rispetto al caso di sonda climatica abbinata al collettore.

Nel primo caso infatti la caldaia produrrà acqua ad una temperatura che è funzione di quella esterna; nel secondo caso invece la caldaia produrrà acqua ad una temperatura fissa per essere poi miscelata in funzione della temperatura esterna.

Quali risparmi posso ottenere riqualificando un edifico residenziale di 80 metri quadrati (involucro e impianto)?

La risposta nell'articolo integrale.

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