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CONCETTI BASE
La Termogestione Integrata è un sistema dinamico e innovativo di gestione termica degli impianti di riscaldamento in grado di attivare la massa termica del sistema edificio/impianto e di gestirla, mantenendola costante, per ridurre il consumo di energia e di combustibile a parità di comfort.
La Termogestione Integrata si basa sullo sfruttamento dinamico delle caratteristiche funzionali del “Sistema Edificio/Impianto” e sullo studio del suo comportamento termico (reazioni) a seguito delle mutazioni climatiche e soprattutto delle variazioni di “conduzione” delle utenze, durante le 24 ore. Tale soluzione permette di agire efficacemente su tutti gli impianti di riscaldamento, acqua calda sanitaria e accumulo, indipendentemente dalle dimensioni e dal tipo di generatore o fonte di calore.

1) Monitoraggio dinamico
Alla base di un intervento efficace c’è una attenta analisi della situazione, quindi per poter agire correttamente su un impianto e per poter sfruttare a nostro vantaggio le caratteristiche funzionali del sistema edificio/impianto è necessario innanzitutto conoscerle perfettamente. L’esperienza del gestore o la presenza dello schema di impianto non bastano a comprenderne il comportamento termico nell’arco delle 24 ore e dell’intera stagione, perciò è necessario effettuare un monitoraggio dinamico che permetta di individuare le minime variazioni in funzione delle mutazioni climatiche e soprattutto dell’utilizzo delle unità. La triangolazione tra le temperature di mandata, di ritorno ed esterne permetterà di fare un’analisi puntuale di quanto necessario e soprattutto renderà edotto il cliente ed il gestore circa il corretto comportamento del loro impianto.


L’immagine potrebbe risultare caotica, ma l’analisi esplosa evidenzia che questo impianto, che dovrebbe funzionare dalle ore 06.00 alle ore 18.00, in realtà ha:
- 2 linee su 4 che funzionano ininterrottamente h24
- 2 linee che partono correttamente ma che hanno un comportamento anomalo dopo le 18.00
- La caldaia che rimane accesa h 24 Tutto ciò nonostante il quadro di comando sia dotato di una centralina di termoregolazione e di orologio, “sulla carta” funzionante, e che i settori riscaldati siano dotati di crono termostati ambientali.

2) “Massa termica” e “saturazione termica”:
la tecnologia della termogestione integrata si basa su fenomeni distinti che interagiscono tra loro:
- La “massa termica” di un edificio, intesa come “entità energetica” necessaria al sistema edificio/impianto per mantenere costante il comfort richiesto. Alla determinazione della massa termica, oltre al calore distribuito, concorrono fattori strutturali dell’edificio ed i comportamentali delle varie utenze. Può essere eventualmente commisurabile con l’energia assorbita dal sistema edificio/impianto ed è variabile nell’arco delle 24 ore per gli effetti derivanti dalle mutazioni climatiche e soprattutto dal regime di utilizzo delle varie unità.
- La saturazione termica, che si verifica nel momento in cui tra temperatura di mandata e di ritorno c’è un differenziale (delta t°) praticamente costante nel tempo. Normalmente questa condizione si definisce come equilibrio termico ma, in qualunque modo si chiami, evidenzia che nell’impianto non c’è più uno scambio termico vantaggioso e che solo una minima parte del calore immesso viene assorbito dai corpi scaldanti, mentre la maggior parte si perde nelle dispersioni di circolazione. Un’analisi esplosa del precedente grafico evidenzia proprio questo fenomeno, che si verifica in quasi tutti gli impianti termici ed è mitigato, ma non eliminato, dalla eventuale presenza in centrale di sistemi modulanti.



3) Inerzia termica
L’inerzia termica, se ben sfruttata, rappresenta il maggior alleato del risparmio energetico. Ogni materiale presenta una resistenza alle variazioni termiche e maggiore è questa resistenza maggiore è la sua capacità di immagazzinare il calore e di rilasciarlo più lentamente.
Negli impianti il vettore calore è fondamentale, ecco perché la termogestione integrata è applicabile solo ai sistemi che utilizzano un liquido come vettore, mentre viceversa non è applicabile ai sistemi totalmente ad aria, poiché la stessa ha un’inerzia praticamente nulla.
La termogestione integrata, oltre ad altri parametri, sfrutta al massimo il fenomeno dell’inerzia applicata alla massa termica del sistema edifico/impianto per riscaldare l’edificio in maniera ottimale anche a generatore spento.

4) Comfort e calore percepito: non tutto il calore è uguale
Quante volte ci è capitato di “sentire freddo” anche se il nostro termostato è già alla temperatura impostata? Il concetto di comfort o di calore percepito è fondamentale nella corretta gestione termica di un impianto poiché rappresenta il parametro principale su cui l’utente andrà a basare l’impostazione dell’impianto.
Conoscere il tipo di erogatore di calore non serve solo a regolare la temperatura di mandata ma soprattutto a capire come percepisce il calore l’utente:
- Con i ventilconvettori (fancoil) è meglio lavorare alla massima potenza e lasciare che si spenga o mantenere una erogazione media ma costante?
- Con i pannelli radianti conviene impostare temperature ambientali diverse nelle 24 ore?
- Con i termosifoni, conta più il calore da convezione o quello da irraggiamento?
La termogestione integrata evita questo tipo di quesiti poiché, sfruttando l’inerzia termica del vettore, dei corpi scaldanti e del sistema edificio/impianto, è l’impianto stesso a regolare la produzione del calore e la temperatura di mandata ideale per raggiungere il comfort richiesto.

PerchE' E' innovativa
La termogestione integrata rappresenta un’evoluzione rispetto ai sistemi di gestione degli impianti termici attualmente più utilizzati, poiché ne integra le funzionalità di base e le affianca ad un sistema di gestione e controllo più efficace e sensibilmente preciso, perché basato sulle reali dinamiche termiche del sistema edificio/impianto e non solo sulle variazioni climatiche istantanee e/o sulle previsioni meteo.
Un impianto di riscaldamento può essere suddiviso, per praticità, in 3 sezioni:
- Produzione
- Distribuzione
- Emissione
Negli ultimi 30 anni la tecnologia ha fatto passi enormi nell’evoluzione dei generatori di calore, partendo dalle vecchie caldaie a carbone, passando per quelle a gasolio e successivamente a gas, migliorandone sempre più le prestazioni con la condensazione e la modulazione, inoltre l’introduzione del teleriscaldamento ha aperto nuovi orizzonti in fase di produzione e le modernissime pompe di calore, classiche o ibride, hanno fatto il resto.
Stessa sorte è toccata ai sistemi di emissione del calore con terminali sempre più efficienti grazie anche all’avvento delle valvole termostatiche e dei termostati, più o meno evoluti, ed in molti casi della building automation.
Il comparto che forse ha avuto il minor sviluppo è quello relativo al circuito di distribuzione del calore, anche se ’utilizzo delle pompe ad inverter e la sempre migliore coibentazione delle linee hanno sicuramente aiutato molto, sebbene la maggior parte dell’impianto sia sostanzialmente ubicato in parti dell’edificio a cui è praticamente impossibile accedere essendo “annegato” nella struttura.
Attualmente la soluzione migliore e più adottata per ridurre gli sprechi e per rendere più efficiente l’impianto è rappresentata dalla termoregolazione climatica di centrale, sempre più spesso montata direttamente a bordo dei generatori di nuova concezione.

Termoregolazione climatica vs termogestione integrata
- La termoregolazione climatica è il metodo più avanzato e utilizzato per gestire l’impianto e ridurre i consumi.
Il principio di funzionamento della termoregolazione climatica è basato sulla correlazione diretta tra temperatura esterna e quella interna, per cui la temperatura di mandata valida per tutto l’impianto deve risultare proporzionale alle condizioni climatiche, secondo i parametri dettati da una curva termica modulare e dalla diagnosi energetica.
In realtà, anche in diagnosi energetica non esiste una formula che permetta di calcolare con esattezza quanti gradi °C varia la temperatura interna di tutti i locali di un edificio se, ad esempio, la temperatura esterna aumenta o diminuisce di 2°C. La diversa ubicazione dei locali o delle unità, che potrebbero trovarsi nel sottotetto o al piano rialzato o tra altri 2 piani, oppure ancora esposti a nord anziché a sud, ed i diversi materiali costituenti l’edificio stesso, non permettono di calcolare con precisione un indice unico e valido per tutto l’edificio (indipendentemente dalle dimensioni) utilizzabile per stabilire con esattezza la temperatura di mandata migliore e la sua regolazione ottimale (curva) in termini di efficienza, inoltre lo stile di vita e il diverso utilizzo delle stesse unità durante le 24 ore concorrono a variare continuamente la correlazione tra temperatura esterna ed interna.
La termoregolazione climatica è una soluzione sicuramente migliore rispetto alla regolazione termostatica a punto fisso, ma comunque imperfetta, poiché rappresenta un sistema di gestione “ad anello aperto” (senza feedback), cioè non in grado di rilevare quanto accade termicamente “a valle” della miscelatrice, nelle varie unità abitative riscaldate o nei vari locali.


Alcuni impianti sono anche dotati di centraline climatiche con regolatori graduati riportanti le temperature interne, oppure sono dotati di generatori modulanti, ma senza un collegamento diretto con dei sensori interni (quasi inesistenti negli impianti centralizzati) risulta praticamente impossibile stabilire una unica temperatura di mandata ottimale in termini di efficienza per tutte le utenze, perciò normalmente si agisce in modo empirico cercando di trovare “manualmente” una regolazione adatta allo scopo.
Purtroppo l’imprecisione di questo tipo di regolazione costringe molto spesso, per evitare disservizi alle utenze sfavorite, ad impostare una curva climatica più alta che garantisca il giusto calore ad ogni periferica, demandando alla termoregolazione locale (valvole termostatiche, termostati) la gestione della necessaria sovra produzione di calore. Risultato = spreco di calore!
Negli impianti termoautonomi la termoregolazione climatica è spesso abbinata a termostati più o meno evoluti che svolgono la vera funzione controllo, accendendo o spegnendo la caldaia al raggiungimento o meno della temperatura target impostata, senza avere però alcuna funzione di gestione sul processo di produzione del calore nelle fasi di On.
In entrambi i casi anche l’installazione della Bacs può essere utile, ma solo come ulteriore forma di controllo poichè non influisce sull’ottimizzazione della produzione di calore.
- La termogestione integrata rappresenta un sistema ”ad anello chiuso”, dotato di feedback, in cui sono i risultati registrati a valle (output) a fornire automaticamente, a monte, i dati necessari (input) per una corretta ed efficace impostazione e per le eventuali variazioni o correzioni automatiche; ciò permette di avere sempre sotto controllo in modo ottimale la produzione di calore, regolandola in base alle reali esigenze delle utenze, senza sprechi.


La termogestione integrata analizza costantemente e contemporaneamente i parametri di temperatura di mandata, di ritorno ed esterna per elaborare in tempo reale un algoritmo in grado di calcolare la quantità di calore assorbito dal sistema edificio/impianto in ogni istante della giornata in funzione delle mutazioni climatiche e delle variazioni di utilizzo e di immettere soltanto il calore necessario a mantenere costante la massa termica e quindi il comfort. Il compito del software di termogestione è quello di percepire costantemente le variazioni di assorbimento del calore, di comprenderne le cause e di impostare, in tempo reale, il programma più efficace per immettere nell’impianto solo il calore necessario a ripristinare le condizioni ottimali della massa termica, evitando inutili sprechi, anche decidendo eventualmente di non produrre ulteriore calore qualora non sia momentaneamente necessario, sfruttando invece l’energia assorbita dal sistema edificio/impianto e la sua inerzia termica. Le variazioni di assorbimento infatti sono continue nell’arco delle 24 ore e non sono causate solo dalle variazioni climatiche esterne, ma anche dal diverso utilizzo o dalla diversa necessità di comfort di ciascuna utenza, perciò diventa importante avere sempre sotto controllo l’assorbimento totale per gestire al meglio la produzione di calore, regolandola in base alle esigenze delle utenze, senza sprechi.

Modulazione
Una menzione a parte la meritano i generatori modulanti che garantiscono continuità di produzione calore riducendo anche sino al 5% il proprio intervento, mantenendo costante la temperatura dell’impianto. Il concetto su cui si basano è la continuità di circolazione del calore con una riduzione della produzione in funzione della temperatura di ritorno, garantendo costanza di calore e minor spreco di combustibile, a cui si aggiunge la riduzione dei continui On/Off tipici dei sistemi tradizionali.
Come per la termoregolazione climatica però, l’esigenza di soddisfare anche le utenze sfavorite comporta la necessità di sovradimensionare il parametro di riferimento della modulazione riducendo il risparmio; solo l’abbinamento con una sensoristica ambientale capillare e di impianto (quasi impossibile su un impianto centralizzato e molto costosa per un impianto domestico), combinata con un programma di gestione specifico e montato a bordo macchina, permetterebbe una gestione più efficace in termini di riduzione dei consumi, inoltre, come dimostreremo successivamente, a parità di comfort consumano sempre meno una caldaia e un circolatore spenti di una caldaia che modula, a patto però che i cicli di Off siano dettati dal sistema stesso e non solo dal generatore.

Come AGISCE LA termogestione integrata
Il programma di termogestione integrata agisce sulla distribuzione del calore fermando la circolazione del vettore quando nell’impianto si verificano specifiche condizioni termiche rilevate dalle sonde, secondo le impostazioni del software, permettendo all’impianto di dissipare in modo del tutto naturale il calore assorbito.
Le impostazioni iniziali, derivate dal monitoraggio preliminare, determinano le temperature target di Off, i tempi di Off dei circolatori (e quando possibile anche del generatore) ed i relativi tempi di On, che successivamente al primo ciclo di riferimento subiscono delle continue modifiche indotte dalle variazioni climatiche e di utilizzo delle utenze, seguendo il reale andamento di assorbimento di calore da parte del sistema edificio/impianto; ciò permette di adeguare la produzione di calore sia nel corso delle 24 ore che della stagione termica evitando gli sprechi classici delle gestioni tradizionali o evolute.



Il grafico, realizzato su un impianto con caldaia a condensazione dotata di termoregolazione climatica e con termosifoni dotati di valvole termostatiche, evidenzia come senza termogestione integrata (sx) l’impianto mantenga un deltaT°, costante con accensioni e spegnimenti continui dettati dalla termoregolazione climatica e una temperatura media di regime più alta rispetto alla fascia successiva in cui la caldaia funziona solo il tempo necessario a riportare l’impianto nelle condizioni ideali per permettergli di dissipare efficacemente il calore assorbito nel ciclo di On, il tutto a parità di temperatura interna e di comfort.
La rimessa in circolo del vettore dopo il periodo di Off, stabilito dal software secondo le caratteristiche dell’impianto e del suo comportamento termico, permette di riequilibrare velocemente l’impianto e di “ricaricare” termicamente la massa termica per il successivo ciclo di riscaldamento “passivo” sfruttando l’inerzia termica. Mediamente il funzionamento delle pompe si riduce tra il 30% e il 50% (dipende dalle condizioni di circolazione del vettore), ciò si traduce in un fermo di produzione che varia dalla presenza o meno dell’ACS o di una sola linea o di più linee indipendenti e dalla possibilità di agire direttamente o meno sul generatore stesso.

Versatilità della Termogestione integrata su ogni tipo di impianto
Lo sfruttamento delle caratteristiche stesse dell’impianto e la gestione che agisce sul circuito di distribuzione rendono la Termogestione Integrata una soluzione estremamente versatile che può essere applicata ad ogni tipo di impianto termico: dall’impianto termoautonomo di un appartamento o di una villetta, all’impianto centralizzato di un condominio, di una scuola, di un ospedale o di un centro sportivo, piscina compresa.
Non importa se il circuito di distribuzione è dotato di circolatori di nuova o vecchia concezione, così come non conta se il generatore è una caldaia vecchia o nuova, oppure se è alimentata a gasolio, gas o altro, o se si tratta di un impianto di teleriscaldamento o di un cogeneratore o ancora di una pompa di calore, la termogestione integrata, come dice la definizione stessa, si integra con l’impianto esistente e lo efficienta sfruttando al meglio i componenti già presenti facendoli “lavorare” solo il tempo necessario e nel modo più corretto, ciò comporterà anche un allungamento della vita media del generatore e dei circolatori perché sostanzialmente produrranno e distribuiranno lo stesso calore lavorando di meno.
La gestione ad anello chiuso della termogestione integrata permette di regolare la produzione in base all’assorbimento di calore, per questo è ottimale su qualsiasi tipo di corpo scaldante o erogatore. Termosifoni, fancoil e ventilconvettori, pannelli radianti a pavimento o soffitto, hanno ciascuno un programma personalizzato per tipologia, che si integra con il software di termogestione per sfruttarne al meglio le caratteristiche in funzione del calore richiesto.

Termogestione integrata del circuito di acqua calda sanitaria (ACS)
Il comparto ACS rappresenta un consumo continuo di calore e di energia elettrica per mantenere disponibile l’acqua alle utenze e per risparmiare, sempre più spesso si ricorre a spegnimenti selettivi, soprattutto nei periodi notturni o nei periodi di minor utilizzo.
La termogestione integrata permette di realizzare un importante risparmio anche nell’impianto ACS poiché, sfruttando l’inerzia termica del vettore e dell’impianto è in grado di rendere disponibile l’acqua alle temperature di comfort, secondo le indicazioni di prevenzione antibatterica,
Può essere applicata efficacemente sia al serbatoio di accumulo che al circuito di ricircolo destinato alle utenze sempre agendo sui circolatori, ovviamente con impostazioni differenti nei 2 casi, determinati dal comportamento delle rispettive temperature di mandata e ritorno, più o meno come accade con il riscaldamento. L’acqua calda rimane sempre disponibile nel circuito di ricircolo anche con la pompa spenta senza pregiudicare la temperatura di erogazione.
In fase di On, quando il circuito non raggiunge il valore target di temperatura che determina l’Off perché vi è un forte utilizzo, la pompa funziona in continuo come sempre, mentre nei periodi di scarso utilizzo si spegne molto spesso poiché le sonde rilevano la temperatura determinata dal software, impedendo un continuo e inutile svuotamento dell’accumulo.

Gestione puntuale delle varie linee di distribuzione
La termogestione integrata può consentire una gestione unica per tutto l’impianto, ad esempio in presenza di una sola linea di distribuzione, o separata per ciascuna linea, in presenza di un collettore, seguendo le specifiche esigenze di calore e utilizzo di ciascuna, “personalizzando” le impostazioni del software di termogestione e gli orari di funzionamento.
In tal modo le temperature di regime saranno specifiche per ogni comparto e la gestione dei cicli di On e di Off dei relativi circolatori andrà a creare una modulazione indotta al generatore che regolerà la produzione del calore secondo le reali esigenze dell’intero sistema edificio/impianto, riducendo il consumo di combustibile e di energia elettrica.

Installazione
Agendo sui comandi elettrici dei circolatori (e quando possibile, del generatore), non richiede opere idrauliche ne murarie, inoltre non necessita di fermo impianto, quindi può essere installata in qualsiasi momento dell’anno permettendo di risparmiare già nell’immediato.