I costi di ventilazione vengono distribuiti in modo proporzionale al consumo

Fig. 1: Con il Luftmeister di halstrup-walcher Luftenergie rilevare e addebitare i costi in modo proporzionale al consumo.

Fig. 2: Rilevamento della potenza termica dell'aria e dell'energia tramite il maestro dell'aria EZ.

Fig. 3: Calcolo delle spese di ventilazione in base al consumo utilizzando contatori di energia dell'aria.

Tab. 1: Valori di riferimento dei costi di ventilazione dell'edificio esempio (zona utile).

Fig. 4: Esempio di una fatturazione dei costi di ventilazione basata sul consumo con l'ausilio di contatori di energia dell'aria.

Fig. 5: Schema dell'impianto del progetto di esempio (complesso uffici con 10 zone di affitto).

Fig. 6: Concetto di punti di misurazione del progetto esemplificativo.

Tab. 2: Confronto tra i costi di ventilazione basati sulla superficie e sui consumi (*Il confronto si riferisce a un primo anno di fatturazione e non tiene ancora conto dei risparmi che si verificano negli anni successivi).

Tab. 2: Confronto tra costi di ventilazione basati sulla superficie e basati sul consumo (*Il confronto si riferisce a un primo anno di fatturazione e non tiene ancora conto dei risparmi che si otterrebbero negli anni successivi).

Da molti anni è consuetudine distribuire i costi di ventilazione degli impianti di trattamento aria in base alla superficie, qualora più utenti condividano un impianto RLT comune.

In complessi industriali di medie e grandi dimensioni vengono movimentate grandi quantità di aria. La loro verifica viene solitamente effettuata solo durante l'accettazione, non durante il normale funzionamento. Qui interviene la soluzione di misurazione "Luftmeister®" di halstrup-walcher. Basandosi su una misurazione precisa del flusso volumetrico e di massa nel condotto dell'aria, non si somma solo la quantità di aria attraversata. Con l'ausilio di sensori di entalpia o temperatura si determina anche l'energia termica trasportata dal condotto dell'aria. Sulla base di queste informazioni costantemente disponibili sui consumi e sui flussi energetici, l'intera tecnologia dell'aria e in particolare il recupero di calore può essere integrata nella gestione energetica aziendale.

Distribuzione dei costi di ventilazione basata sul consumo – secondo la nuova VDI 2077 Foglio 5

Da oltre 25 anni in Germania vige il regolamento sui costi di riscaldamento, che per l'uso condiviso di un impianto di riscaldamento prevede per legge una fatturazione basata sul consumo. Per quanto riguarda la tecnologia di ventilazione e climatizzazione, finora mancano leggi, regolamenti o linee guida che richiedano analogamente una ripartizione dei costi di ventilazione basata sul consumo.

Un gruppo di linee guida del VDI si occupa di colmare questa lacuna. Con la linea guida VDI 2077 Foglio 5 si sta sviluppando una direttiva corrispondente. Una rappresentazione più dettagliata e definitiva dei contenuti delle linee guida potrà essere fornita solo dopo la pubblicazione ancora prevista. Tuttavia, tra gli esperti si concorda sul fatto che si applicherà quanto segue:

Impianti RLT nuovi, che vengono utilizzati in comune E

•  che i singoli utenti presentano flussi volumetrici variabili nel tempo O
•  che i singoli utenti abbiano orari di utilizzo diversi,

richiedono un concetto di misurazione della ventilazione che effettui la distribuzione dei costi di ventilazione in modo basato sul consumo. Per gli impianti esistenti può essere concordata anche una ripartizione basata sul consumo, ma ciò dovrebbe essere lasciato alla libera scelta dei contraenti.

Ma come può essere sostituita nella pratica la ripartizione in base alla superficie con una rilevazione basata sul consumo? La VDI 2077 Foglio 5 prevede una distinzione in casi specifici. Particolare attenzione merita il cosiddetto "contatore di energia dell'aria", rappresentato tramite Luftmeister® di halstrup-walcher.

Funzionamento del Luftmeister® EZ (contatore di energia dell'aria) di halstrup-walcher

Con il Luftmeister® EZ, il specialista in tecnologia di misurazione halstrup-walcher ha lanciato nel 2016 il primo "contatore di energia dell'aria". È in grado di misurare con alta precisione il flusso in condotti di aria climatizzata o di processo, specificamente il flusso volumetrico e anche quello di massa. Questo valore di flusso viene continuamente sommato, creando così un cosiddetto "contatore di aria" V (dimensioni di misura: [kg] o [m³]). (vedi Fig. 1)

Inoltre, il Luftmeister® EZ rileva tramite sensori di entalpia chiamati "sensori di entalpia" EN 55 il contenuto energetico dell'aria. La figura 2 mostra il funzionamento: il Luftmeister® EZ moltiplica il flusso di massa [kg/h] dell'aria in movimento per l'aumento/diminuzione dell'entalpia [kWh/kg]. In altre parole: registra quanta energia viene aggiunta o rimossa tra due punti del sistema di condotti dell'aria. L'energia termica misurata [W] viene integrata nel tempo (sommata); si ottiene così un valore di energia termica [MWh]. Si distingue tra fasi di aumento di entalpia e fasi di diminuzione di entalpia. Nel primo caso, il valore energetico corrispondente viene attribuito al "conto di trasferimento di calore" Q+; nel secondo caso, al "conto di rimozione di calore" Q-. In questo modo, per ogni periodo di tempo si può leggere in quale misura i costi di calore o freddo sono attribuibili a ciascun utente.

Grazie ai tre contatori di consumo indipendenti (volume d'aria V, trasferimento di calore Q+, rimozione di calore Q-) del Luftmeister® EZ, ora è possibile una ripartizione dei costi di ventilazione molto equa e precisa. In concreto, come mostrato in figura 3, è possibile distribuire separatamente i costi relativi all'energia elettrica, al calore e al freddo.

Facoltativamente, sarà disponibile anche un Luftmeister® con certificato di taratura. Questo sarà particolarmente utile in situazioni di fatturazione complesse, garantendo una base di calcolo legalmente sicura. Inoltre, sarà possibile gestire un "contratto di aria" basato su contatori tarati: il consumatore paga al fornitore solo per la quantità effettivamente prelevata di aria e per la sua condizionamento effettivo.

Fatturazione basata sul consumo nella pratica

Come esempio pratico consideriamo un'area utile di 5.400 metri quadrati di superficie totale. Come vengono oggi distribuiti i costi di ventilazione in modo basato sulla superficie, e come si presenterebbe invece la situazione con una distribuzione basata sul consumo tramite il Luftmeister® EZ? La superficie totale è suddivisa in 10 zone di utilizzo, varianti tra 300 e 800 metri quadrati.

La tabella 1 mostra i parametri di costo di ventilazione derivanti dall'operatività degli ultimi anni, mentre la figura 4 illustra l'applicazione della formula mostrata in figura 3.

L'aria per l'intera struttura viene trattata in una centrale di trattamento aria (RLT). La figura 5 mostra lo schema dell'impianto. Nella centrale RLT, un flusso volumetrico di 20.000 m³/h viene precondizionato tramite recupero di calore e raffreddamento adiabatico dell'aria di scarico.

Successivamente, tramite un impianto di riscaldamento e uno di raffreddamento, si completa la condizionamento all'interno della centrale RLT. Le condizioni di climatizzazione dei flussi di aria in ingresso sono impostabili individualmente in ciascuna zona di utilizzo, entro limiti consentiti. Impianti decentralizzati di riscaldamento e raffreddamento lungo la condotta di alimentazione garantiscono un'ulteriore post-condizionamento.

Ma come può essere sostituita nella pratica la ripartizione in base alla superficie con una basata sul consumo? La figura 6 mostra i punti di misurazione previsti:

- Contatori di energia termica (H): sommano le quantità di energia termica [MWh] fornite dalla centrale RLT e alle singole zone di utilizzo (riscaldatori nelle condotte di alimentazione). Questi contatori rappresentano l'apporto energetico per il riscaldamento dell'aria.
- Contatori di energia frigorifera (K): sommano le quantità di energia frigorifera [MWh] fornite dalla centrale RLT e alle singole zone di utilizzo (impianti di raffreddamento nelle condotte di alimentazione). Questi rappresentano il prelievo energetico per il raffreddamento dell'aria.
- Contatori dell'acqua (W): rilevano la quantità di acqua [m³] fornita per il raffreddamento adiabatico dell'aria. Anche questi rappresentano un prelievo energetico per il raffreddamento.
- Contatori di energia elettrica (S): misurano l'energia elettrica [MWh elettrici] fornita per l'alimentazione dei ventilatori.

Tutti i contatori sopra menzionati rilevano le grandezze di ingresso. Per ogni periodo di fatturazione vengono analizzati e assegnati un importo in euro per unità di contatore. Questi importi vengono poi distribuiti tra le dieci zone di utilizzo tramite dieci Luftmeister® EZ e undici sensori di entalpia.

La tabella 2 confronta la ripartizione dei costi tra quella basata sulla superficie e quella basata sul consumo nel progetto esempio. Per la ripartizione in base alla superficie, si calcola il contributo di costo per metro quadrato dai valori storici (vedi tabella 1). Per la ripartizione in base al consumo, si seguono le formule illustrate in figura 3. Ad esempio, questa ripartizione per consumo determina che la zona 1 ha un costo di ventilazione superiore del 16% rispetto a quello calcolato con la ripartizione in base alla superficie, perché in questa zona si sono consumate quantità relativamente alte di energia di raffreddamento o riscaldamento. Nel corso di un anno, questa differenza si traduce in circa 527 euro.

Risparmi che portano a un rapido ammortamento del sistema di misurazione Luftmeister®

Con una fatturazione basata sul consumo, il risparmio corrispondente per ciascuna zona di utilizzo si realizza immediatamente, mentre con la ripartizione in base alla superficie l'effetto sarebbe appena percepibile per ciascun utente. La gestione energetica viene così "internalizzata": ognuno contribuisce con il proprio comportamento di utilizzo al risparmio complessivo e beneficia direttamente delle riduzioni di costo.

Quali risparmi sono realistici nel corso di più anni di fatturazione che presenta ai singoli consumatori i costi di ventilazione basati sul consumo? Secondo le agenzie energetiche, si prevedono risparmi realistici tra il 10% e il 25%. Questi risparmi sono applicabili anche con l'uso del Luftmeister® negli impianti RLT,

•  facilitando che l'utente, conoscendo i costi basati sul consumo, richieda in modo più consapevole le condizioni climatiche desiderate (meno freddo in estate, meno caldo in inverno, valori di umidità meno estremi e, se possibile, anche portate variabili modulate in orari di minor utilizzo).
•  permettendo all'operatore, grazie alla disponibilità dei dati di funzionamento forniti dal Luftmeister®, di ottimizzare il controllo, ad esempio riguardo alla funzione di recupero di calore.

Poiché il punto di misura dell'entalpia rilevante per ogni unità immobiliare è posizionato direttamente nel flusso di aria in ingresso, si fattura solo l'effettivo apporto di energia utile e il volume d'aria utile. È quindi nel interesse dell'operatore fornire questa energia utile e questa quantità di aria in modo efficiente (e questa è di fondamentale importanza per la "generazione" di risparmi).

In questo modo, l'operatore ha una motivazione immediata a garantire un'installazione e una regolazione ottimali dell'impianto RLT e a minimizzare le perdite lungo le condotte dell'aria.

Con costi annuali complessivi di circa 60.000-150.000 euro, si ottengono, assumendo risparmi del 10-25%, importi di circa 6.000-15.000 euro all'anno nel progetto esempio. Un sistema Luftmeister®, che nel progetto esempio comporterebbe costi di circa 25.000 euro, si ammortizzerebbe quindi in circa 1,5-4 anni.

Altri potenziali benefici dell'impiego del Luftmeister®

In questa stima approssimativa manca ancora la considerazione di quali ulteriori benefici porti l'impiego del "multitalento" Luftmeister®:

- Monitoraggio dell'igiene (controllo del flusso, della distanza del punto di rugiada e dei filtri)
- Regolazione del flusso (in tandem con regolatori di portata)
- Gestione energetica (fornitura di valori di flusso energetico per il monitoraggio e l'ottimizzazione continua delle prestazioni)

Ci sono buoni motivi per cui investitore e studio di ingegneria concordano sull'impiego del Luftmeister®. Su questa base, l'investitore può presentare ulteriori argomenti a favore della sostenibilità del proprio immobile. Allo stesso tempo, il progettista sa di pianificare in modo futuro e di aver già concepito lo stato dell'arte attuale. E, infine, gli operatori e i facility manager apprezzeranno la possibilità di praticare una fatturazione equa e legalmente sicura dei costi di ventilazione basata sul consumo.