Vaillant: pannelli solari e pompe geotermiche per 6 palazzine multifamiliari

In un progetto realizzato a San Cesario Sul Panaro, in provincia di Modena, per 6 palazzine multifamiliari, con dieci appartamenti ciascuna, Vaillant ha sviluppato un sistema integrato di pannelli solari e pompe di calore geotermiche in grado di fornire il 70% del fabbisogno energetico per l’acqua calda sanitaria ed il 70% della potenza in riscaldamento di 38 appartamenti, costruiti utilizzando anche pareti a secco che garantiscono solidità, leggerezza e isolamento ottimale.
La soluzione di Vaillant integra pannelli solari, sonde geotermiche, pompe di calore e caldaie a condensazione per dimostrare come vivere meglio risparmiando energia.
Le esigenze “energetiche”
Il Borgo “Rosa dei Venti” di San Cesario sul Panaro è stato progettato prevedendo soluzioni costruttive in grado di ottimizzare il risparmio energetico. Per questo, l’installatore (SPL Termocostruzioni Srl) ha scelto di utilizzare la tecnologia delle pareti “a secco”, impiegando componenti prefabbricati in grado di garantire una perfetta rispondenza ai requisiti prestabiliti a progetto. Sono state, infatti, impiegate lastre realizzate con pannelli di legno cemento (fibre di pino giallo, mineralizzate e legate con cemento) e pannelli fibro gesso (costituiti da un impasto omogeneo di gesso e cellulosa). Queste soluzioni, solide e leggere, offrono significativi vantaggi in termini di assorbimento dell’umidità e isolamento acustico, garantendo la massima eco-compatibilità e ottime prestazioni anti-sismiche. La costruzione a secco ha permesso anche di integrare in modo ottimale gli impianti e le tubazioni radianti all’interno dell’edificio stesso.
Per quanto riguarda l’impianto termico, uno degli elementi fondamentali per perseguire una reale ottimizzazione energetica, la necessità era quella di utilizzare un sistema innovativo. Questo doveva prevedere tre requisiti fondamentali: essere basato sull’energia solare termica (diretta e indiretta), essere integrato con il gas combustibile ed essere centralizzato e monitorabile. Il fabbisogno energetico di riscaldamento previsto era di 1.166 kWh/anno per appartamento, l’EP (il fabbisogno energetico primario) era pari a 18 kWh/m2 all’anno (limite previsto da D. Lgs 192/05) e la potenza di picco massima, in riscaldamento, era, da progetto, di 30KW (a -5°C).
La soluzione fornita da Vaillant
Al fine di realizzare un sistema ottimale per le necessità del costruttore, Vaillant ha, inizialmente, eseguito un’attenta analisi degli spazi. Sono state verificate le superfici disponibili sul tetto, per l’installazione dei collettori solari termici, e le caratteristiche del terreno, al fine di individuare il metodo di sfruttamento ottimale della sorgente geotermica (in questo caso sonde verticali). In più, sono stati valutati attentamente i volumi tecnici disponibili, per l’installazione degli accumuli tampone per il riscaldamento e la produzione d’acqua calda sanitaria. La soluzione integrata proposta da Vaillant ha previsto, per la quota riservata alle energie rinnovabili, un impianto solare termico in grado di garantire il 70% del fabbisogno per la produzione d’acqua calda sanitaria e una soluzione geotermica che copre il carico base del riscaldamento (70% della potenza di progetto). La quota tradizionale comprendeva invece l’energia elettrica necessaria all’alimentazione della pompa di calore geotermica e il gas combustibile in grado di integrare la produzione d’acqua calda sanitaria, oltre a coprire il picco di potenza del riscaldamento dell’ambiente.
Per quanto riguarda i collettori solari, l’analisi di Vaillant ha puntato soprattutto ad evitare il sovradimensionamento dell’impianto solare, che comporta un aumento dei costi immediati di realizzazione con benefici molto ridotti. L’energia solare, poi, non può essere utilizzata istantaneamente ma deve essere immagazzinata all’interno di accumuli di ampio volume: questo serve a compensare la differenza tra l’offerta (le ore di sole) e la domanda (il fabbisogno sanitario), oltre che a bilanciare le giornate di cielo coperto. Per questo motivo, sono stati scelti bollitori bivalenti in grado di offrire un volume pari a 1,5/2 volte il consumo quotidiano di acqua sanitaria, prevedendo dai 50 ai 90 litri di accumulo per ogni metro quadrato di collettore. Le simulazioni relative al funzionamento dei collettori solari hanno portato Vaillant a scegliere il modello VFK 990/1, da 546 kWh/m2 all’anno, come la soluzione ottimale per il Borgo “Rosa dei Venti”. Questo permette di ottenere un risparmio di gas naturale/metano di 1.338,6 metri cubi e di evitare l’emissione di 3.036,88 chilogrammi di anidride carbonica (CO2) all’anno.
In relazione ai sistemi geotermici, Vaillant ha optato per le sonde verticali da suolo, soluzioni “chiuse” e molto affidabili che permettono di ridurre al minimo lo spazio necessario per il loro utilizzo, anche se è necessario prevedere perforazioni profonde. Questa scelta è stata operata seguendo le linee guida della Norma VDI 4640 (che permette di conoscere i Watt al metro estraibili dal terreno) e senza incorrere in problemi di esaurimento sul medio e lungo periodo. Sono state installate 3 sonde, ognuna a una profondità di circa 120 metri, con una potenza termica frigorifera estraibile di 18.000 W. Vaillant ha, poi, fornito un impianto geotermico a funzionamento bivalente parallelo, che prevede un generatore di calore supplementare in appoggio alla pompa geotermica. Questo garantisce una copertura energetica del 90%  ed una potenza di picco della pompa di calore di circa 22kWh.
Vaillant ha, inoltre, valutato quali soluzioni impiantistiche fossero più idonee per l’accoppiamento delle pompe di calore con il sistema di distribuzione/emissione utilizzato. Essendo l’impianto sezionato in molteplici zone, si è scelto di far lavorare i generatori geotermici su tamponi  il cui volume è stato dimensionato in funzione della potenza erogata (circa 25-30 lt/kW). I generatori di supporto sono, invece, delle caldaie a condensazione della serie ecoBLOCK exclusiv  modello VM 356/2E. Esse vengono utilizzate per coprire la potenza di picco in riscaldamento e per l’integrazione al solare termico sull’acqua calda sanitaria. Le nuove caldaie a condensazione di Vaillant consumano il 30% in meno rispetto a quelle tradizionali, sottolineando anche l’attenzione rivolta al risparmio dell’energia. Ergonomici ed efficienti, questi prodotti offrono il massimo delle prestazioni, sia nel riscaldamento che nella produzione di acqua calda sanitaria, adattando automaticamente la potenza dell’apparecchio per mantenere la giusta temperatura (limitando ogni spreco di energia). Questi prodotti prevedono, come richiesto dal costruttore, un sistema centralizzato di controllo, che permette il monitoraggio dei consumi del complesso.

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