Progettazione Impiantistica

Progettazione e Impianti

• Le scelte impiantistiche e architettoniche interagiscono.
• La collaborazione tra tecnici diversi è fondamentale per ambienti confortevoli, a basso consumo energetico e con basso impatto ambientale.
• La coerenza spaziale è essenziale per evitare interferenze funzionali ed estetiche.
• Posizionamento dei terminali impiantistici deve essere funzionale ma non intrusivo, integrandosi con l'arredo.
• La collaborazione tra architetti e progettisti impiantistici è essenziale per l'uniformità formale.

Scelta della Tipologia Impiantistica

• La tipologia impiantistica dipende dalle necessità di comfort termico e dalle norme igieniche, legate alla destinazione d'uso. Classificazione degli edifici: residenziali, lavorativi, aperti al pubblico.
• Il calore è prodotto in dispositivi (caldaie, pompe di calore) in aree separate. Un fluido veicola il calore agli utilizzatori.
• Classificazione degli impianti: ad aria, ad acqua, misti (uso di entrambi i fluidi).

Impianti a Tutt'Acqua

• Gli impianti a tutt'acqua utilizzano acqua come termovettore, controllando solo la temperatura dell'aria.
• Componenti: sistema di produzione di acqua calda/fredda (caldaia/chiller), tubazioni, terminali di scambio termico (termosifoni, ventilconvettori, pannelli radianti).

Impianti a Tutt'Aria

• Gli impianti a tutt'aria usano l'aria come termovettore.
• Garantiscono temperature e umidità desiderate.
• Componenti: sistemi produzione acqua calda/fredda, macchine di trattamento aria (MTA), sistemi raffreddamento (ad acqua/aria), canali trasporto aria, reti trasporto acqua.
• Rispetto agli impianti a tutt'acqua, richiedono maggiori costi e spazio a causa delle dimensioni dei canali.

Impianti Misti

• Gli impianti misti combinano i vantaggi di impianti ad aria e acqua per controllare umidità e ventilazione (aria) e temperature (acqua).
• Hanno costi elevati, ma offrono elevate prestazioni ambientali.
• Un esempio tipico: bocchette per aria primaria e ventilconvettori ad acqua.

Pompe di Calore

• Le pompe di calore trasferiscono calore da una fonte fredda ad un ambiente più caldo, usando energia elettrica.
• Funzionano tramite un ciclo a compressione inversa.
• Componenti: evaporatore, compressore, condensatore, valvola di espansione.
• L'efficienza è misurata dal COP (Coefficient of Performance).

Sorgenti Termiche per Pompe di Calore

• La sorgente termica influisce sulle prestazioni della pompa di calore. Una sorgente ideale ha temperatura stabile, alta disponibilità, non corrosività/inquinamento, proprietà termofisiche favorevoli e basso costo.
• Tipi di sorgenti: aria (COP 2-3,5, sensibile alle variazioni di temperatura), acqua di falda/lago/mare (COP fino a 5, maggiori manutenzioni), terreno (COP 4-5, meno variazioni climatiche).

Tipi di Pompe di Calore

• Aria-Acqua
• Acqua-Acqua
• Acqua-Aria

Perché le Pompe di Calore sono Energeticamente Convenienti?

• In condizioni nominali, con scambiatore ad acqua di mare, il COP è di circa 3.5, fornendo 1.33 unità di calore utile per ogni unità di energia primaria.
• Rispetto ad una caldaia tradizionale, che fornisce 0.8 unità di calore a pari consumo energetico.

Dimensionamento

• Per un corretto dimensionamento, occorre considerare il fabbisogno di raffreddamento (la capacità di raffreddamento è simile al riscaldamento)., la localizzazione geografica (con maggiore attenzione alle pompe di calore ad aria), la temperatura richiesta dall'utente e ottimizzare consumi, riducendo perdite e sovradimensionamenti.

Pompe di Calore Geotermiche

• Sistemi chiusi (orizzontali/verticali).
• Vantaggi: prestazioni elevate, minori consumi, assenza di rischi incendio/esplosione, riduzione emissioni inquinanti e costi, e detrazioni fiscali.

Fasi Progettuali

• Specifiche di progetto (temperatura interna/esterna, umidità, velocità aria, qualità aria).
• Calcolo carichi termici (in base a microclima).
• Scelta tipologia impiantistica.
• Dimensionamento componenti e reti.
• Layout degli impianti e disegno esecutivo.

Flussi di Calore

• Inverno: calore esce dall'edificio verso l'esterno (l'impianto di riscaldamento ristabilisce la temperatura interna).
• Estate: calore entra dall'esterno verso l'interno (l'impianto di raffreddamento ristabilisce la temperatura interna).

Calcolo dei Carichi Termici

• Fase fondamentale per la scelta dei componenti e della rete impiantistica, che valuta flussi termici entranti e uscenti.

Scelta Tipologia Impiantistica

• Fase critica per il Progettista.
• Esempio: impianti di riscaldamento (radiatori, termoconvettori, aria calda, pavimento radiante), acqua calda (collettori, monotubo).