Info, schemi e foto

Tutte le tecnologie riportate di seguito sono soggette al recupero del 55%. Inoltre, l'uso di queste, porta al miglioramento dell'efficienza energetica degli edifici.

Isolamento a cappotto

L' isolamento a cappotto è una tecnica per la coibentazione termica e acustica delle pareti di un edificio, applicando il materiale isolante all'esterno invece che all'interno o dentro la parete.

Per la sua semplicità esecutiva, questo tipo di coibentazione è utilizzato nella maggior parte delle nuove costruzioni e nella quasi totalità delle ristrutturazioni, in quanto consente l'esecuzione dei lavori senza che si renda necessario il rilascio dell'immobile da parte degli occupanti.

La tecnica consiste nell'applicare alle pareti dei pannelli isolanti con appositi sistemi di fissaggio che, successivamente, vengono ricoperti da malte adesive precolorate. I pannelli possono essere dotati di una rete porta-intonaco per la finitura a malta tradizionale.

Isolante termico in edilizia

L’isolante termico in edilizia è il materiale utilizzato nelle costruzioni per ridurre lo scambio di calore tra l'interno e l'esterno.
L'isolante termico che si utilizza per raggiungere l'obiettivo, presenta un elevato livello di prestazioni di resistenza al passaggio del calore e, inserito all’interno di un sistema di involucro edilizio, è in grado di contribuire alla realizzazione della condizione benessere termico interno e alla riduzione delle dispersioni termiche con la conseguente riduzione del fabbisogno energetico dell’intero edificio.
L'isolamento termico in edilizia è volto, principalmente, al fine di contenere il calore all'interno degli edifici (per la protezione dal caldo estivo è più corretto parlare di "schermatura dal calore").

Materiali isolanti utilizzati in edilizia

Materiali isolanti naturali riciclabili
materiale tipotipoapplicazioneλCρμ
argilla crudapannellopareti,soffitti0,1321.07070018
calce espansapannellopavimenti, pareti, soffitti0,0451.1161007
canapamaterassinointercapedini orizzontali0,040612222
canna legatapannellopareti,soffitti0,0566121901
carta riciclatasfusointercapedini0,0701.8004002
coccofibre , materassinointercapedini orizzontali0,0571.500601
fibre di legnomaterassinointercapedini orizzontali0,0402.08880100
fibre di legno intonacabilepannellopareti0,0452.08820010
lana di legno mineralizzatapannelloportaintonaco0,1001.8004004
lana di pecoramaterassinointercapedini orizzontali0,0401.730282
linomaterassinointercapedini orizzontali0,0401.600301
pagliapannellopavimenti, pareti, soffitti0,0586121751
sughero espansopannellopavimenti, pareti, soffitti0,0401.80010010
sughero granulatosfusointercapedini orizzontali, verticali0,0401.8001209


Materiali isolanti minerali di alto impatto ambientale
materiale tipotipoapplicazioneλCρμ
lana di rocciamaterassinointercapedini orizzontali0,040900301
lana di vetromaterassinointercapedini orizzontali0,040900301
lana di vetro compattatapannellopavimenti, pareti, soffitti0,0409001001
silicato di calciopannellosoffitti0,0509202301
vetro alveolarepannelloIsolamento, struttura pavimento, pareti0,045900150

 


Materiali isolanti di sintesi, ricavati dal petrolio, di elevatissimo impatto ambientale, altamente difficili da smaltire, riutilizzare e riciclare
materiale tipotipoapplicazioneλCρμ
poliesterematerassinointercapedini orizzontali0,0401600172
polistirene espansopannellointercapedini orizzontali0,03512602550
polistirene espanso con grafitepannellopavimenti, pareti, soffitti0,03112603550/100
polistirene estrusopannellopavimenti, pareti, soffitti0,03512603580/230
poliuretanopannellopavimenti, pareti, soffitti0,03012603580

Caldaia a condensazione

Le caldaie a condensazione sono le caldaie più moderne ed ecologiche oggi esistenti. Riescono infatti ad ottenere rendimenti molto elevati grazie al recupero del calore latente di condensazione del vapore acqueo contenuto nei fumi, come pure riduzioni delle emissioni di ossidi di azoto (NOx) e monossido di carbonio (CO) che possono raggiungere il 70% rispetto agli impianti tradizionali.

Le normali caldaie, anche quelle definite "ad alto rendimento" (rendimento è nell'ordine del 91-93%, riferito al potere calorifico inferiore), riescono infatti ad utilizzare solo una parte del calore sensibile dei fumi di combustione a causa della necessità, prettamente tecnologica (durata dell'installazione stessa), di evitare la condensazione dei fumi.

Nelle caldaie non a condensazione, il vapore acqueo generato dal processo di combustione (circa 1,6 kg per m3 di gas) viene quindi disperso in atmosfera attraverso il camino: la quantità di calore in esso contenuta, definito calore latente, rappresenta ben l'11% dell'energia liberata dalla combustione ma non riesce ad essere recuperata.

La caldaia a condensazione, a differenza della caldaia tradizionale, può invece recuperare una gran parte del calore latente contenuto nei fumi espulsi attraverso il camino. La particolare tecnologia della condensazione consente infatti di raffreddare i fumi fino a farli trasformare tornando allo stato di liquido saturo (o in taluni casi a vapore saturo umido), con un recupero di calore utilizzato per preriscaldare l'acqua di ritorno dall'impianto. In questo modo la temperatura dei fumi di uscita (che si abbassa fino a 40 °C) mantiene sempre lo stesso valore della temperatura di mandata dell'acqua, ben inferiore quindi ai 140-160 °C dei generatori ad alto rendimento ed ai 200-250 °C dei generatori di tipo tradizionale.

Nelle brochure tecniche dei differenti produttori di caldaie a condensazione solitamente si legge che esse raggiungono rendimenti superiori al 100%. Tale valori, che in teoria sarebbero fisicamente impossibili, non indicano alcuna violazione dei principi basilari della Termodinamica ma conseguono da un calcolo del rendimento volutamente "errato": esso infatti è basato sul potere calorifico inferiore del combustibile utilizzato anziché sul potere calorifico superiore (come invece si dovrebbe fare, essendoci condensazione del vapore acqueo dei fumi) in modo da ottenere dei valori che siano omogenei e, quindi, confrontabili con i rendimenti delle caldaie tradizionali.

Viste le basse temperature dei fumi, le caldaie a condensazione utilizzano canne fumarie in acciaio inox o addirittura in plastica. Esse necessitano anche di un tubo per lo scarico dell'acqua di condensa, basica, che si forma durante il loro funzionamento.

Vantaggi economici 
 

Con le caldaie a condensazione si raggiungono risparmi nell'ordine del 15-20% sulla fornitura di acqua calda a 80 °C, a 60 °C del 20-30%. Le prestazioni migliori sono quelle a carico parziale, ovvero il riscaldamento di un edificio, dove con radiatori tradizionali consentono risparmi del 25-30%. Esse infine esprimono il massimo delle prestazioni (risparmi del 40% e oltre) quando vengono utilizzate con impianti che funzionano a bassa temperatura (30-50 °C), come ad esempio con impianti radianti (pannelli a soffitto, serpentino a pavimento o serpentino a parete). Grazie alle caratteristiche costruttive della caldaia a condensazione, quando si sostituisce una caldaia tradizionale con una a condensazione è possibile sceglierne una di potenza nominale minore. Se si completa il sistema con l'integrazione di pannelli solari, ed si aggiunge il risparmio che proviene dall'utilizzo dell'energia solare (25-30% medio), è possibile notare che dalla combinazione di pannelli solari e caldaia a condensazione si ottengono risparmi sull'ordine del 50-60%.
 

Valvola termostatica

Questa valvola è capace di modificare la sua posizione d'apertura, passando da una posizione di chiusura, con temperature sotto la soglia d'intervento, per aprirsi gradualmente con l'aumento della temperatura sopra tale soglia, fino a permettere il passaggio completo del fluido giunto ad una temperatura ritenuta ottimale per l'impianto specifico.

Utilità

Il suo compito, ad esempio in un motore a combustione interna con raffreddamento a liquido o per meglio dire indiretto, è esattamente quello di portare in temperatura la singola unità termica (o anche più di una) nel minore lasso di tempo possibile, riducendo al minino il quantitativo di calore asportato dal liquido, per via della sezione di passaggio ridotta.

Accorgimenti
 

Appare evidente come sia necessario che, raggiunto un fissato livello termico massimo x, la valvola non deve incrementare esageratamente il fluido, perché si avrebbe un effetto controproducente sul piano prestazionale, in quanto una maggiore asportazione di calore equivale ad una maggiore dispersione d'energia, riducendo la capacità di lavoro del motore, basti pensare che in un motore a combustione interna solo il 30% circa dell'energia termica prodotta viene trasformata in energia utile.

Un altro fattore importante è dato dalla soglia d'apertura, visto che con una soglia troppo bassa si rischia di danneggiare il motore, portando a una ridotta dilatazione del cilindro, rischiando il Grippaggio, mentre con una temperatura troppo elevata si ha un'eccessiva dilatazione del cilindro e si ha un calo di potenza.

Altre applicazioni

Negli impianti di riscaldamento le valvole termostatiche vengono usate sui radiatori (termosifoni) per regolare il flusso d'acqua negli stessi in base alla temperatura richiesta dall'ambiente allo scopo di evitare sprechi e migliorare il comfort stabilizzando la temperatura a livelli diversi nei diversi locali a seconda delle necessità.

Problemi

La valvola termostatica può non funzionare per vari motivi:
 

  • Sporcizia, la sporcizia nel caso sia presente nel liquido di raffreddamento, questa si può depositare sulla valvola termostatica, e se si interpone tra le due parti mobili, la valvola può non chiudere piu ermeticamente o far scorrere del liquido in eccesso, portando ad avere temperature più basse del normale e che generalmente è abbastanza stabilizzata a quel valore piu basso.
  • Rottura, con la rottura della valvola termostatica, si ha la mancata chiusura della stessa, avendo quindi un eccessivo passaggio di liquido dal motore al radiatore, portando ad avere una temperatura molto bassa, che varia in continuazione a seconda delle condizioni operative anche di diverse decine di gradi.
  • Bloccaggio, con il bloccaggio della valvola, si ha l'impossibilità o un'elevata riduzione del passaggio del liquido dal motore al radiatore, portando ad avere delle temperature più alte, questo fenomeno è molto raro, questa situazione nel caso la valvola sia posizionata a metà del tubo telato diretto al radiatore o sia posizionata sul radiatore, si rischia l'esplosione, quindi rottura del tubo e perdita del liquido di raffreddamento, la rottura la si può notare per via del rumore che fa pensare all'esplosione di un pneumatico, inoltre si ha l'indicatore della temperatura che va a zero.

Cuore della caldaia

Caldaia con riscaldamento a pavimento
Valvola

Riscaldamento a pavimento

Il sistema è un impianto per riscaldamento e raffrescamento degli ambienti a pannelli radianti con posa a pavimento.

L'impianto è costituito da tubazioni ad alta resistenza termica e meccanica, posate tutte in un pezzo, che vengono installate su pannelli isolanti ad alte prestazioni termiche ed acustiche .

L'impianto a pannelli radianti si può abbinare alle innovative caldaie a condensazione , assicurando così un notevole risparmio energetico. E', inoltre, l'impianto di riscaldamento ideale per sfruttare al meglio i pannelli solari come fonte di energia alternativa . 

 Gli impianti a pavimento garantiscono un elevato comfort negli ambienti grazie all'uniforme diffusione del calore su tutta la superficie della casa: l'impianto, infatti, lavora a 30-40°C evitando malsani moti convettivi dell'aria, che sono spesso causa di allergie.

L'impianto a pannelli radianti a pavimento , inoltre, facendo scorrere nelle serpentine acqua refrigerata a 15-18°C, diventa anche un impianto di climatizzazione estiva creando negli ambienti le naturali condizioni di benessere, come in una casa di montagna in una giornata estiva. 
 

Il riscaldamento a pavimento è un impianto molto sicuro poiché utilizza tubazioni di alta qualità e con alta resistenza sia alla temperatura che alle sollecitazioni meccaniche

 

L'impianto a pavimento evita l'utilizzo dei radiatori per il riscaldamento, garantendo una piena libertà per l'arredamento. L'impianto di riscaldamento a pavimento è molto indicato anche per i luoghi di lavoro, per gli stabilimenti produttivi, per magazzini e per luoghi di culto come chiese. In questi casi il risparmio energetico raggiunge livelli ancora più alti rispetto ai sistemi di riscaldamento convenzionali e garantisce un livello di comfort nettamente più alto soprattutto se paragonato ai sistemi di riscaldamento ad aria.

  

Quando si sceglie un'azienda che fornirà l'impianto è bene assicurarsi che questa offra, direttamente o indirettamente, un progetto per la posa in opera e il dimensionamento dell'impianto .

In casi dove lo spazio a disposizione è esiguo, esistono anche impianti a pannelli radianti in versione ribassata che hanno anche una bassa inerzia termica: le serpentine sono annegate in un massetto di soli 30 mm di spessore, quindi l'impianto si scalda subito e comincia a far sentire i benefici dopo appena un'ora dell'accensione.

Esiste addirittura una versione che al posto del massetto prevede la posa diretta del parquet, oppure di lastre di cartongesso, sulle quali si incollerà poi la pavimentazione (piastrelle e mattonelle).

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1.Caldaia - 2.Collettore con centralina - 3.Collettore - 4.Impianto a pavimento
5.Scaldasalviette - 6.Fan Coil - 7. Deumidificatore - 8. Termostato di regolazione
9. Sonda esterna
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Schema
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Centralina
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Posizione tubature

Pannelli solari

Il pannello solare termico va a sostituire la tradizionale caldaia a gas, permettendo di riscaldare l’acqua sanitaria che viene utilizzata in casa per tutte le attività domestiche.
Anche in questo caso la materia prima per la produzione d’ energia alternativa viene dall’elemento più importante in natura: il raggio solare.


Il calore del sole, infatti, permette di produrre acqua calda fino a 70° ( durante la stagione estiva) ed ottenere un forte abbattimento della spesa dell’energia elettrica.
E la caldaia? La funzione dei pannelli solari termici è quella di un complementare della caldaia che aiuti a ridurre il consumo del gas essenziale per scaldare l’acqua sanitaria.
E’ quindi opportuno garantirsi, in ogni momento, la produzione di acqua calda attraverso l’utilizzo di uno scaldabagno o una caldaia.

I pannelli solari termici non devono andare a sostituire i classici scaldabagni o ed impianto a gas che usiamo tradizionalmente nelle nostre case per riscaldare l’acqua sanitaria, ma deve andare a complementarli. In questo modo non ci sarà il pericolo di rimanere senza acqua calda e si potrà usufruire del grosso vantaggio economico in fatto di spese del gas.
 

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Impianto fotovoltaico

Impianto fotovoltaico

Gli impianti fotovoltaici sono generalmente suddivisi in due grandi famiglie: impianti ad isola, o stand-alone, e impianti connessi alla rete, o grid-connected.

 Impianti fotovoltaici a isola 
 

Questa famiglia identifica quelle utenze elettriche isolate da altre fonti energetiche, come la rete nazionale in AC, che si riforniscono da un impianto fotovoltaico elettricamente isolato ed autosufficiente.

I principali componenti di un impianto fotovoltaico a isola sono generalmente:

  • - Campo fotovoltaico, deputato a raccogliere energia mediante moduli fotovoltaici disposti opportunamente a favore del sole;
  • - Regolatore di carica, deputato a stabilizzare l'energia raccolta e a gestirla all'interno del sistema;
  • - Batteria di accumulo, deputata a conservare l'energia raccolta in presenza di irraggiamento solare per permetterne un utilizzo differito da parte dei carichi elettrici.
  • -inverter, deputato a convertire la tensione continua (DC) in uscita dal pannello (solitamente 12 o 24 volt) in una tensione alternata (AC) più alta (solitamente 110 o 220 volt)

Il campo fotovoltaico in genere impiegato per gli impianti ad isola è ottimizzato per una specifica tensione di sistema, decisa solitamente in fase di progettazione del sistema stesso. Le tensioni più utilizzate sono 12 o 24 V. Conseguentemente, essendo la maggior parte dei moduli fotovoltaici in commercio a 12 o 24 V, le stringhe elettriche che formano il campo sono molto corte, fino al limite del singolo modulo per stringa. In quest'ultimo caso, in pratica, il campo fotovoltaico è costituito da semplici paralleli elettrici tra moduli, occasionalmente dotati di diodi.

Il regolatore di carica ha tra le sue funzionalità più tipiche quelle di:

  • stacco del campo fotovoltaico dalla batteria in caso di tensione inferiore a quello utile a quest'ultima, come ad esempio dopo il tramonto;
  • stacco del campo fotovoltaico dalla batteria in caso di ricarica totale di quest'ultima;
  • stacco dei carichi elettrici dalla batteria in caso di scarica profonda di quest'ultima(batteria ormai esaurita).

L'accumulatore è in genere costituito da monoblocchi o elementi singoli specificamente progettati per cariche e scariche profonde e cicliche. Non sono in genere impiegati accumulatori per uso automobilistico, che pur funzionando a dovere vengono rapidamente esauriti nelle prestazioni a causa della gravosità di questo impiego.

Impianti fotovoltaici connessi alla rete 
 

Questa famiglia identifica quelle utenze elettriche già servite dalla rete nazionale in AC, ma che iniettano in rete la produzione elettrica risultante dal loro impianto fotovoltaico, opportunamente convertita in corrente alternata e sincronizzata a quella della rete.

I principali componenti di un impianto fotovoltaico connesso alla rete sono:

  • Campo fotovoltaico, deputato a raccogliere energia mediante moduli fotovoltaici disposti opportunamente a favore del sole;
  • Inverter, deputato a stabilizzare l'energia raccolta, a convertirla in corrente alternata e ad iniettarla in rete;
  • Quadristica di protezione e controllo, da situare in base alle normative vigenti tra l'inverter e la rete che questo alimenta.
  • Componente spesso sottovalutata, i cavi di connessione, che devono presentare un'adeguata resistenza ai raggi UV ed alle temperature.

I vari gestori di rete sono chiamati dalla vigente normativa italiana a fornire il servizio di net metering a titolo gratuito, fatte salve le spese di gestione, che si concretizzano in genere nel canone annuo di locazione di un contatore piombabile, dedicato esclusivamente alla misurazione dell'energia elettrica prodotta, e connesso a quello di consumo per permettere di autoconsumare sul posto, iniettare in rete o prelevare dalla rete l'energia in modo trasparente.

Questo tipo di impianti, grazie alle incentivazioni stabilite dai paesi ratificanti il Protocollo di Kyōto, e concretizzatesi in Italia con il cosiddetto Conto energia, hanno avuto un aumento esponenziale di applicazioni.

Caratteristiche dell'impianto

La potenza nominale di un impianto fotovoltaico si misura con la somma dei valori di potenza nominale di ciascun modulo fotovoltaico di cui è composto il suo campo, e l'unità di misura più usata è il chilowatt picco (simbolo: kWp).

La superficie occupata da un impianto fotovoltaico è in genere poco maggiore rispetto a quella occupata dai soli moduli fotovoltaici, che richiedono, con le odierne tecnologie, circa 8 m² / kWp ai quali vanno aggiunte eventuali superfici occupate dai coni d'ombra prodotte dai moduli stessi, quando disposti in modo non complanare. Da osservare che ogni tipologia di cella ha un tipico "consumo" in termini di superficie, con le tecnologie a silicio amorfo oltre i 20 m² / kWp. Negli impianti su terreno o tetto piano, è prassi comune distribuire geometricamente il campo su più file, opportunamente sollevate singolarmente verso il sole, in modo da massimizzare l'irraggiamento captato dai moduli. Queste file vengono stabilite per esigenze geometriche del sito di installazione e possono o meno corrispondere alle stringhe, ovvero serie, elettriche stabilite invece per esigenze elettriche del sistema.

In entrambe le configurazioni di impianto, ad isola o connesso, l'unico componente disposto in esterni è il campo fotovoltaico, mentre regolatore, inverter e batteria sono tipicamente disposti in locali tecnici predisposti.

La prassi vuole che gli impianti fotovoltaici vengano suddivisi per dimensione in 3 grandi famiglie, con un occhio di riguardo soprattutto a quelli connessi alla rete:

  • Piccoli impianti: con potenza nominale inferiore a 20 kWp;
  • Medi impianti: con potenza nominale compresa tra 20 kWp e 50 kWp;
  • Grandi impianti: con potenza nominale maggiore di 50 kWp.

Questa classificazione è stata in parte dettata dalla stessa normativa italiana del Conto energia, tuttavia il "Nuovo conto energia" del Febbraio 2007 definisce tre nuove tariffe incentivanti: da 1 a 3 kwp, da 3 a 20kwp e oltre i 20 kwp.

L'Stmg definisce i criteri di allacciamento per impianti fotovoltaici superiori a 1 kV fino ad impianti di grandi dimensioni.

BIPV

Una menzione a parte va al cosiddetto BIPV, acronimo di Building Integrated PhotoVoltaics, ovvero Sistemi fotovoltaici architettonicamente integrati. L'integrazione architettonica si ottiene posizionando il campo fotovoltaico dell'impianto all'interno del profilo stesso dell'edificio che lo accoglie. Le tecniche sono principalmente 3:

  • Sostituzione locale del manto di copertura (es. tegole o coppi) con un rivestimento idoneo a cui si sovrappone il campo fotovoltaico, in modo che questo risulti affogato nel manto di copertura;
  • Impiego di tecnologie idonee all'integrazione, come i film sottili;
  • Impiego di moduli fotovoltaici strutturali, ovvero che integrano la funzione di infisso, con o senza vetrocamera.

I costi per ottenere un impianto BIPV sono più alti rispetto a quello tradizionale, ma il risultato estetico è talmente pregevole che la normativa stessa del Conto energia li tutela e valorizza, riconoscendo una tariffa incentivante sensibilmente più elevata.

Nuovo conto energia

Per sapere le informazioni vi invito ad andare su questo sito:

www.conto-energia-online.it

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Un impianto fotovoltaico di circa 5 kWp di potenza nominale
Millwoodsolar.jpg
Un impianto fotovoltaico connesso alla rete
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Un impianto BIPV a facciata

Pompe di calore

Le pompe di calore sono macchine che trasferiscono calore da un ambiente a temperatura più bassa ad un altro a temperatura più alta, per effetto dell' apporto di lavoro meccanico alla macchina, sfruttando la proprietà fisica dei fluidi di assorbire o cedere calore rispettivamente quando vaporizzano o condensano. In questo modo il calore può essere fatto fluire in senso opposto alla sua tendenza naturale.
Le pompe di calore geotermiche combinano una pompa di calore con un sistema progettato per scambiare (assorbire o cedere) calore con il terreno o con una massa d' acqua. Un importante vantaggio dell' impiego delle pompe di calore sta nel fatto che il sistema consente di fornire più energia (sotto forma di calore ceduto o assorbito) di quella elettrica necessaria al suo funzionamento.
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Componenti principali di una pompa di calore geotermica sono 1. un compressore, mosso da un motore elettrico, 2. un condensatore, 3. un organo di espansione, 4. un evaporatore ( che formano la pompa di calore vera e propria) ed 5. uno scambiatore di calore esterno, attraverso il quale viene assorbito (o ceduto) calore al terreno o ad una massa d' acqua (lago, bacino artificiale, corso d'acqua). Questo insieme di elementi può avere configurazioni diverse dipendenti dalla fonte termica disponibile e dall' ingegneria del sistema di condizionamento.
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Schema
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Scambiatore di calore
pompa_calore.jpg
Pompa di calore