Contabilizzazione del calore, a che punto siamo

Indice:

• Direttiva europea sulla contabilizzazione del calore
• La situazione del parco immobiliare italiano
• Ma quando è nato il ripartitore?

Ridurre gli sprechi energetici è un obiettivo prioritario dell’Unione. Per rispettare gli impegni assunti nel quadro del protocollo di Kyoto sui cambiamenti climatici, nel 2006 l’UE si è impegnata a tagliare del 20% il consumo annuo di energia primaria entro il 2020.

Dato che gli immobili rappresentano ben il 40% del consumo finale di energia e il 36% delle emissioni di gas serra, a tutti i Paesi è richiesto di mobilizzare gli investimenti necessari per la ristrutturazione di edifici residenziali e commerciali, migliorandone la prestazione energetica.

Nel 2012 il Parlamento europeo ha approvato la Direttiva 2012/27/UE sull’efficienza energetica, divenuta l’atto più rilevante su questo tema per tutti i Paesi dell’Unione. La Direttiva afferma che l’Unione si trova di fronte a sfide senza precedenti, determinate da una grande dipendenza dalle importazioni di energia, dalla scarsità di risorse energetiche e dalla necessità di superare la crisi economica. Inoltre, l’efficienza energetica contribuisce a ridurre le emissioni di gas serra e, di conseguenza, i cambiamenti climatici.

Direttiva europea sulla contabilizzazione del calore

Nella Direttiva la contabilizzazione individuale del calore è trattata all’articolo 9 (“Misurazione”): “Nei condomìni e negli edifici polifunzionali, riforniti da una fonte di riscaldamento/raffreddamento centrale o da una rete di teleriscaldamento, sono installati contatori individuali per misurare il consumo di calore o raffreddamento o di acqua calda per ciascuna unità, se tecnicamente possibile ed efficiente in termini di costi. Nei casi in cui l’uso di contatori individuali non sia tecnicamente possibile o non sia efficiente in termini di costi, per misurare il riscaldamento sono usati contabilizzatori di calore individuali (i ripartitori dei costi del calore, n.d.r.) per misurare il consumo di calore a ciascun radiatore.”

Ciò significa che la 27/2012 impone l’utilizzo della contabilizzazione diretta, cioè in sostanza di un contatermie per ogni unità abitativa, nel caso in cui questo intervento sia tecnicamente possibile (impianti centralizzati ad anello).

Nel caso invece di condomìni con riscaldamento centralizzato e distribuzione di tipo verticale si parla di contabilizzazione indiretta, quindi con installazione di ripartitori di calore e valvole termostatiche su ogni radiatore.

Nel nostro Paese il recepimento (tardivo) della Direttiva Europea è avvenuto nel luglio 2014 con l’approvazione del Decreto Legislativo n. 102, in cui viene confermata la data del 31.12.2016 quale termine ultimo per l’installazione dei dispositivi di contabilizzazione del calore, nonostante l’applicazione delle sanzioni sia stata sospesa fino al 1.1.2017. L’articolo 16, infatti, recita quanto segue: “il condominio e i clienti finali che acquistano energia per un edificio polifunzionale che non provvedono ad installare sistemi di termoregolazione e contabilizzazione del calore individuali per misurare il consumo di calore in corrispondenza di ciascun radiatore posto all’interno dell’unità immobiliare sono soggetti, ciascuno, alla sanzione amministrativa pecuniaria da 500 a 2500 euro”.

Il decreto del nostro governo altro non fa che recepire una direttiva comunitaria, pertanto l’Unione ne farà valere i termini con tutti i suoi poteri e l’ipotesi di un’eventuale proroga è alquanto remota.

La situazione del parco immobiliare italiano

In Italia il numero di condomìni di tipo residenziale è pari a circa un milione, in cui vivono 14 milioni di famiglie. Il parco immobiliare è costituito principalmente da edifici costruiti prima degli anni ’80, con un’alta percentuale di fabbricati realizzati negli anni ’60 e ’70, pertanto non c’è da stupirsi che l’efficientamento degli edifici più vecchi abbia un’importanza strategica per il raggiungimento degli obiettivi di risparmio energetico.

Tali obiettivi si raggiungono in primo luogo fornendo sistemi di misurazione individuale dell’energia utilizzata per il riscaldamento (contatermie o ripartitori): solo così si può dare agli utenti la possibilità di un monitoraggio continuo dei consumi, favorendo una maggior consapevolezza.

In secondo luogo, l’utente deve avere gli strumenti per modificare il proprio comportamento, regolando il prelievo di energia termica per la propria unità abitativa mediante le valvole termostatiche.

Solo allora il condominio potrà prendere in considerazione interventi per migliorare l’isolamento e la coibentazione dell’involucro edilizio. Infatti, coibentare tramite cappotto termico senza avere la possibilità di regolazione individuale del calore significherebbe, in molti casi, obbligare i residenti ad aprire le finestre per ridurre la temperatura dei locali.

La contabilizzazione indiretta, tramite ripartitori installati su ciascun radiatore, è utilizzata principalmente negli impianti di riscaldamento a colonne montanti (distribuzione verticale).

Si tratta della tipologia più diffusa perché utilizzata fino al 1980, realizzata appunto con tubazioni montanti verticali che distribuiscono il fluido termovettore ai radiatori dei vari appartamenti posti sui diversi piani.

Ma quando è nato il ripartitore?

L’evoluzione tecnologica del ripartitore è andata di pari passo con la diffusione degli impianti di riscaldamento centralizzato, iniziata oltre un secolo fa. Parallelamente è scaturita anche l’attenzione ai consumi individuali e, di conseguenza, l’esigenza di far pagare a ogni nucleo familiare il consumo effettivo di riscaldamento.

Il primo ripartitore di calore è stato brevettato in Danimarca nel 1906 dalla Kemp & Lauritzen ed è poi stato utilizzato per la prima volta nel 1917 in un edificio della pubblica amministrazione danese.

La tecnologia si basava sul concetto di pila termoelettrica: un dispositivo che sfrutta l’effetto Seebeck per generare elettricità tramite variazione della temperatura ai poli di due conduttori di materiale differente. L’elettricità così generata veniva utilizzata per muovere una colonnina di mercurio all’interno di un tubicino di vetro, dando un’indicazione sufficientemente precisa del calore emesso dal radiatore.

Questa tecnologia pioneristica aveva però un costo e una fragilità che ne precludevano la diffusione su larga scala, pertanto la ricerca di nuovi sistemi portò ai ripartitori a evaporazione: dispositivi contenenti un liquido alcoolico, altamente igroscopico (cioè con ottime capacità di assorbimento dell’umidità dell’aria).

Questi misuratori a evaporazione sono stati sperimentati e migliorati per almeno due decenni finché un altro ingegnere danese, Constantin Brun, fece di questa tecnologia uno strumento di misura adatto a un mercato di massa. Negli anni ’30, infatti, l’ingegnere danese fondò l’azienda Constantin Brun a/s e sviluppò ulteriormente il ripartitore a evaporazione, registrando diversi brevetti. Negli anni ’50 l’azienda dell’ingegnere danese si fuse con una società svizzera di nome Ata, dando vita a Brunata.

Questo prodotto fu in seguito oggetto di uno studio approfondito da parte del Danish Institute of Technology e i risultati costituirono le fondamenta di tutti gli standard tecnici europei nei decenni seguenti.

La crisi energetica degli anni ’70 favorì ulteriormente la diffusione della contabilizzazione individuale, ma la diffusione su larga scala arrivò negli anni ‘80, quando cominciarono a comparire i primi ripartitori elettronici.

Il ripartitore moderno: caratteristiche principali

Il ripartitore dei costi del calore è uno strumento elettronico sofisticato che registra nella sua memoria le unità di consumo: il calore emesso dal radiatore su cui è installato è funzione della potenza termica e il ripartitore registra le variazioni di temperatura superficiale. Il valore non-mediato registrato è l’integrale nel tempo della differenza tra la temperatura superficiale del radiatore e quella dell’ambiente.

La norma tecnica di prodotto è la EN 834, che fornisce i requisiti per la produzione, l’installazione, il funzionamento e la lettura dei ripartitori, fornendo anche le procedure di testing a cui devono essere sottoposti i ripartitori per ottenere la certificazione di conformità.

Dato che in commercio esistono migliaia di radiatori diversi, all’atto dell’installazione il ripartitore viene programmato in funzione della tipologia del corpo scaldante, per fare in modo che la registrazione dei consumi avvenga proporzionalmente alla sua potenza.

La procedura di programmazione consiste nell’impostazione di un valore di scala coerente con la potenza del radiatore in questione. Esistono infatti radiatori di diversi materiali (ghisa, acciaio, alluminio) e per ciascun materiale cambiano le dimensioni, la forma, il numero e la distanza degli elementi.

La programmazione è alla base di una corretta misurazione, pertanto va eseguita da personale qualificato e dotato di tutti i tools hardware e software necessari.

Il ripartitore è dotato di un sensore sulla parte posteriore per misurare la temperatura superficiale del radiatore: l’accoppiamento termico dev’essere molto preciso e ciò avviene tramite una piastrina metallica che aderisce perfettamente agli elementi del radiatore e su cui viene fissato il ripartitore, con il sensore posteriore a contatto con la piastrina.

Anche la posizione del ripartitore sul radiatore è operazione di fondamentale importanza: il dispositivo deve infatti poter rilevare con precisione la temperatura media della superficie del radiatore. La già citata EN 834 impone di installare il ripartitore in posizione centrale sull’asse orizzontale del radiatore.

La posizione verticale raccomandata, invece, è tra il 66 e il 75% dell’altezza, misurando dalla parte bassa del radiatore. Spetta al produttore del ripartitore indicare l’altezza di montaggio all’interno di questo range.

La misurazione e la fatturazione dell’effettivo consumo individuale hanno senso, però, se l’utente è dotato di valvole termostatiche per adeguare l’uso del riscaldamento alle proprie necessità.

Esse sono composte da un dispositivo autoregolante e da un termostato che ne comanda l’apertura in funzione della temperatura ambiente. La valvola termostatica permette di regolare la temperatura al valore desiderato, consentendo un utilizzo autonomo dell’impianto centralizzato.

Il funzionamento si basa sulla variazione di volume del fluido contenuto nel sensore della testa termostatica al variare della temperatura ambiente: tale variazione di volume va ad agire su un meccanismo interno che chiude o apre la valvola, ottenendo una regolazione della portata di acqua calda che passa attraverso il radiatore.

L’utente ha la possibilità di impostare la testina termostatica su diversi livelli che vanno dall’apertura completa della valvola (più caldo) alla chiusura totale (radiatore spento). Con posizioni intermedie, quando il sensore interno percepisce che la temperatura ambiente ha raggiunto il livello desiderato, la testina comanda la chiusura della valvola, lasciando passare solo il quantitativo di acqua necessario per mantenere la temperatura stabilita.

Il fluido interno modificherà poi il proprio volume, tornando ad aprire la valvola non appena la temperatura ambiente scenderà sotto il livello impostato.

Occorre ricordare che le testine termostatiche hanno un’inerzia termica che dipende dal tipo di fluido utilizzato. Normalmente, valvole a bassa inerzia agiscono tra i 10 e i 20 minuti.

Se le normali valvole termostatiche sono adatte a piccoli edifici o case con riscaldamento autonomo, nei fabbricati condominiali medio-grandi la valvola termostatica deve essere dotata di preregolazione, un meccanismo che favorisce la distribuzione ottimale dell’acqua nell’impianto di riscaldamento.

La preregolazione, infatti, permette di limitare la portata massima di acqua che passa nella valvola agendo come una limitazione dell’apertura della valvola stessa e permettendo il bilanciamento dell’impianto condominiale.

Infatti, quando il riscaldamento riparte dopo uno spegnimento o un periodo di funzionamento ridotto, senza preregolazione le valvole tenderebbero ad aprirsi completamente e la portata verrebbe assorbita principalmente dalle valvole più vicine alla caldaia. I radiatori più lontani (ad esempio quelli dei piani alti) faticherebbero quindi a scaldarsi o addirittura resterebbero freddi.

Un’ulteriore evoluzione è costituita dalle valvole dinamiche, che integrano la valvola termostatica preregolata e il regolatore di pressione differenziale, per un controllo accurato della temperatura e un bilanciamento idraulico automatico: la preregolazione serve a limitare il flusso massimo, il regolatore di pressione differenziale incorporato elimina le fluttuazioni di pressione.

Nel caso in cui vi siano radiatori coperti da tendaggi, mobili o copricaloriferi è sempre indicato l’utilizzo di una testina termostatica con sensore a distanza perché la copertura non consente al sensore incorporato di percepire correttamente la temperatura dell’ambiente e quindi la regolazione della temperatura non porta al comfort desiderato.

L’installazione delle valvole termostatiche consente la regolazione individuale del prelievo di fluido termovettore per ciascuna unità immobiliare, pertanto l’impianto condominiale deve adeguarsi alla richiesta variabile di riscaldamento: è fondamentale che le tradizionali pompe a portata fissa vengano sostituite con circolatori a frequenza variabile i quali, opportunamente dimensionati, adeguano i giri in funzione degli effettivi prelievi di calore.

Sistemi di contabilizzazione ben progettati, con prodotti di qualità e installati da personale specializzato consentono al condominio notevoli risparmi sulle spese per il riscaldamento. Realizzazioni monitorate prima e dopo gli interventi di installazione di valvole e ripartitori hanno dimostrato risparmi tra il 20 e il 45%, con tempi di rientro dall’investimento da 2 a 4,5 anni circa.

Due casi studio sono pubblicati sul volume “La contabilizzazione del calore negli edifici con riscaldamento centralizzato” (Maggioli Editore – 2015). Uno di essi, ad esempio, riporta i risultati ottenuti da un condominio con 24 unità immobiliari costruito negli anni ’30 che, dopo aver installato la contabilizzazione indiretta (valvole Danfoss e ripartitori Brunata) ha visto ridursi le spese per il riscaldamento da €41.325 a €22.441, conseguendo quindi un risparmio del 45%.

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