Nuove opzioni disponibili per la progettazione degli impianti di climatizzazione
La ricerca dell’efficienza
Recenti studi hanno dimostrato come gli impianti di climatizzazione siano responsabili del 40% dei consumi energetici degli edifici e del 17% dei consumi energetici totali. Senza contare il fatto che la crescente richiesta di soluzioni HVAC da parte di Paesi emergenti significherà un probabile aumento del consumo energetico. Da qui emerge sempre più urgente la necessità di una visione veramente efficiente e sostenibile verso la progettazione degli impianti di climatizzazione. Nuove soluzioni tecnologiche offrono in questo senso l’opportunità di abbattere i costi di gestione degli impianti e le emissioni di CO2. Tuttavia, ciò comporta dover mettere in discussione approcci tradizionali ormai consolidati.
Al fianco dei progettisti
Ad Hecoclima abbiamo sviluppato una serie di opzioni innovative mirate alla riduzione dei consumi generali dell’impianto e al possibile abbattimento dei costi di installazione, così che l’utente finale possa beneficiare di un ritorno dell’investimento in tempi più brevi. L’efficientamento energetico dell’intero sistema, infatti, è strettamente influenzato dal risparmio diretto in termini di consumi elettrici e da soluzioni che cercano di interpretare i più elevati standard della progettazione impiantistica.
Impianti con circuito primario a portata variabile
Una delle innovazioni che si sta facendo sempre più strada nell’ambito della climatizzazione idronica sono gli impianti con circuito primario a portata variabile (VPF), che permette di abbattere sia i costi di installazione che i consumi elettrici. Fondamentalmente, rispetto agli impianti tradizionali costituiti da due circuiti indipendenti, in un sistema VPF viene utilizzato un solo gruppo di pompaggio sul circuito primario al servizio di tutto l’impianto. Ciò è reso possibile grazie all’evoluzione tecnologica dei software di controllo che permettono il funzionamento dei gruppi frigoriferi anche in condizione di un flusso di acqua variabile all’evaporatore.
Portata variabile sul circuito primario
Le nuove opzioni disponibili:
ESP
Pompa con funzione energy saving
In caso di in caso di carico frigo o termico ridotti e compressori fermi viene arrestata anche la pompa, che viene riavviata periodicamente per verificare le condizioni di carico termico. Funzione utilizzabile esclusivamente negli impianti con circuito primario separato dal circuito secondario.
V1
Pompa a velocita e portata variabile 70..100%
Utilizzabile esclusivamente negli impianti idronici con circuito primario separato dal circuito secondario, consente la regolazione della portata idronica in modo proporzionale alla capacità erogata dai compressori.
Singola pompa, portata fissa sull’unità, portata variabile sul circuito utenza
Le nuove opzioni disponibili:
V
Pompa a velocità variabile (inverter)
Opzione aggiuntiva alla normale pompa utilizzabile per la taratura corretta della pressione di mandata – il circuito primario rimane sempre a portata costante al valore impostato sul controllo elettronico adeguando la velocità della pompa alla variazione della perdita di pressione del circuito.
VMW
Valvola idronica per modulazione bypass
Gestisce portata variabile su impianto e portata costante sulla unità, gradino di portata massimo gestibile 25% della portata nominale. Utilizzabile solo con pompa integrata e portata costante.
Tanti vantaggi…
I vantaggi portati dagli impianti VPF sono considerevoli: l’impiego di un solo gruppo di pompaggio comporta costi di installazione inferiori; il numero ridotto di componenti da installare facilita l’ottimizzazione dello spazio; l’utilizzo delle pompe a portata variabile elimina le spese di pompaggio derivata dalla portata costante degli impianti tradizionali, in cui le pompe sono sempre in funzione per portare acqua all’evaporatore, anche quando non servirebbe; nei sistemi VPF la potenza di pompaggio richiesta è inferiore, ciò significa minor corrente di picco e quindi la dimensione dell’impianto elettrico può essere ridotta; infine, il sistema VPF permette di aumentare il flusso d’acqua all’evaporatore a valori anche superiori a quelli di progetto e in questo modo il ΔT resta costante.
…ma a qualche condizione
Tutti questi vantaggi, però, possono essere ottenuti solo prestando particolare attenzione in fase progettuale alla selezione dei componenti dell’impianto, alla loro corretta installazione e all’utilizzo di un sistema di controllo evoluto. È vero che i sistemi tradizionali da questo punto di vista necessitano di meno accortezze e sono affidabili anche in presenza di scarsa manutenzione. Questo però non deve essere interpretato come un limite dei sistemi VPF, ma come l’opportunità di effettuare un cambio di paradigma nella progettazione degli impianti idronici e nella loro gestione, dove la qualità dei componenti e la loro completa integrazione sono il modo per ottenere un impianto efficiente e cucito su misura in funzione delle specifiche esigenze. Ciò comporta avere una visione d’insieme dell’impianto, conoscere le specifiche necessità, selezionare i componenti con un approccio integrato e formare adeguatamente il personale dedicato.
Anche l’approccio tradizionale può avere i suoi vantaggi
Pompa singola, sistema a flusso fisso
Portata fissa impianto circuito primario + circuito secondario
Il sistema tradizionale, compatibile con le pompe inverter per una corretta calibrazione della curva, come si è visto in precedenza, permette comunque di coprire quasi tutte le applicazioni richieste dal mercato e di avere un consumo di energia elettrica in base al punto di lavoro effettivo della pompa.
Esempio: sistema a portata costante con l’utilizzo di una pompa inverter per la calibrazione del punto di lavoro effettivo.
Si noti come nell’esempio l’utilizzo di una pompa dotata di inverter per la calibrazione, anche in un sistema a portata costante, riesca ad ottimizzare i consumi energetici ed apportare benefici alla macchina ed all’impianto.
Punto 1: pompa inverter a velocità fissa correttamente regolata alla portata e prevalenza richieste dal circuito; consumo energetico minimo
Punto 2: pompa a velocità fissa correttamente regolata alla portata e prevalenza richieste dal circuito tramite valvola di bilanciamento;
consumo di energia tanto maggiore quanto più grande è la pompa
Punto 3: pompa a velocità fissa senza bilanciamento del circuito: portata maggiore del punto di progetto; massimo consumo energetico, pericolo di sovraccarico del motore pompa, maggiore rumorosità del circuito, possibile danneggiamento del flussostato, possibile allarme di eccesso di flusso.
Tradizionalisti o innovatori?
Ci sono quindi anche ottimi motivi per continuare a progettare impianti idronici come si è sempre fatto. Per esempio, nei casi in cui non è possibile garantire manutenzioni costanti o regolazioni precise. Anche nel caso di installazioni di più chiller in serie, in ambito industriale, l’adozione di un sistema VPF diventa meno conveniente. Tuttavia, è innegabile che quando le condizioni lo permettano, questa innovazione consente di aumentare le performance in termini di efficienza energetica, con costi ridotti e quindi assicurando un ritorno sull’investimento in tempi molto brevi. È da considerare un’arma in più a disposizione del progettista che di volta in volta può prediligere una soluzione più tradizionale e affidabile o un sistema più evoluto che richiede qualche accorgimento in più, ma ripaga subito sia dal punto di vista economico che ambientale.
