Come si calcolano le prestazioni energetiche delle caldaie a condensazione?

Come interpretare i dati tecnici più importanti per calcolare le prestazioni delle caldaie a condensazione e inserire i dati nei software di calcolo commerciali? Quelle che possono sembrare, infatti, delle operazioni banali da espletare, anche durante la redazione dell’Attestato di Prestazione Energetica (APE), possono trasformarsi in un compito arduo. 

Ciò è dovuto al fatto che i software attualmente in commercio rispondono ancora alle UNI/TS di riferimento per il settore, in parte abrogate da recenti regolamenti europei (seguiti dalle schede tecniche più recenti di alcuni generatori di calore), e in fase di revisione.

Caldaie a condensazione: cosa dice la norma UNI/TS 11300-2:2019?

Per le caldaie tradizionali, la norma di riferimento per l’input dei dati è la UNI/TS 11300-2:2019 “Prestazioni energetiche degli edifici. Parte 2. Determinazione del fabbisogno di energia primaria e dei rendimenti per la climatizzazione invernale, per la produzione di acqua calda sanitaria, per la ventilazione e per l’illuminazione in edifici non residenziali”.

Il prospetto n. 15 della Norma indica quali metodi utilizzare per calcolare i rendimenti del sottosistema di generazione quando questo lavora mediante combustione a fiamma di combustibili fossili: 

• in tutti i tipi di valutazione calcolo secondo l’Appendice B della UNI/TS 11300-2;
• per valutazioni di tipo A1 si deve effettuare il calcolo secondo l’Appendice B;
• per valutazioni di tipo A2 è possibile utilizzare i valori precalcolati in assenza di dati per effettuare il calcolo secondo l’Appendice B e solo nelle condizioni specificate nel punto 6.6;
• per valutazioni di tipo A3 si deve effettuare il calcolo secondo l’Appendice B.

Dove con valutazione di tipo A1 si intende quella che si utilizza per il progetto (Legge 10/1991), con A2 quella per la certificazione energetica degli edifici esistenti e con A3 quella per la diagnosi energetica.

In sostanza, ciò significa che, se la generazione del calore avviene in modo tradizionale, con combustibili fossili liquidi o gassosi, le perdite del sottosistema di generazione e quindi il rendimento di generazione (o di produzione) si possono determinare attraverso la UNI/TS 11300-2:2019 e in particolare:

• mediante metodi di calcolo, secondo l’Appendice B della UNI/TS 11300-2;
• per valutazioni di tipo A2, attraverso i Prospetti 25, 26, 27, 28 (generatori di acqua calda), 29 (generatori di aria calda), contenenti valori precalcolati del rendimento di generazione.

Occorre però ricordare che quest’ultimo metodo è ammesso solo nel caso di generatore singolo dedicato al solo servizio riscaldamento, quindi non è utilizzabile nel caso di generatori multipli e nel caso in cui il generatore singolo fornisca riscaldamento e ACS contemporaneamente. Nell’Appendice B sono riportati due metodi utilizzabili per il calcolo delle perdite di generazione:

• metodo di calcolo basato sui rendimenti dichiarati ai sensi della Direttiva 92/42/CEE, con opportune correzioni in relazione alle condizioni di funzionamento (Appendice B.2);
• metodo di calcolo analitico (Appendice B.3).

Il più comune è il metodo definito secondo l’Appendice B.2. La differenza sostanziale sta nel fatto che il metodo dell’Appendice B.2 parte dai dati della potenza e del rendimento utile, mentre il metodo analitico esegue il calcolo delle perdite della caldaia partendo dalla potenza al focolare e restituendo come output la potenza utile ceduta al fluido termovettore.

Entrambi i procedimenti di calcolo dell’Appendice B richiedono la determinazione delle temperature di mandata, di ritorno e media del generatore in corrispondenza del fattore di carico medio del periodo di calcolo considerato.

Il Metodo Appendice B.2 e i relativi sottosistemi di generazione. Di cosa si tratta?

Questo metodo si applica nel caso di generatori di calore per i quali i dati siano dichiarati dal fabbricante ai sensi della Direttiva 92/42/CEE (norme di prodotto) e si basa su dati rilevati da un laboratorio di prova. Si considerano i seguenti tipi di sottosistemi di generazione:

• sottosistemi singoli con unico generatore di calore;
• sottosistemi multipli con più generatori di calore;
• sottosistemi misti per riscaldamento e produzione acqua calda sanitaria.

Come già anticipato nell’introduzione la Direttiva BED è ancora la direttiva europea di riferimento che stabilisce i criteri di certificazione CE delle caldaie ad acqua calda alimentate con combustibili liquidi o gassosi aventi potenza nominale inferiore a 400 kW.

Il Regolamento 813/2013, che riporta le modalità di applicazione della Direttiva 2009/125/CE (ERP) per le caldaie, ha abrogato l’intera direttiva fatto salvo l’articolo 7, paragrafo 2, l’articolo 8 e gli allegati da III a V della stessa. Dal momento che le Norme UNI/TS in vigore si rifanno ancora alla classificazione dei generatori secondo la Direttiva BED, occorre fare particolare attenzione a come vengono dichiarati i dati nelle schede tecniche, ai sensi dei Regolamenti europei 813/2013 e 811/2013. 

Questo articolo è stato pubblicato originariamente sul numero 89 della rivista Casa&Clima. Clicca qui per abbonarti.

Qual è punto di partenza per il calcolo del rendimento di generazione? 

Per calcolare il rendimento di generazione si parte dal calcolo della potenza al carico medio e del fattore di carico utile. Nel caso di un unico sistema di generazione, la potenza del sottosistema al carico medio P_x, indicata anche come Φ_gn,Px è data dalla seguente relazione: