L’efficienza energetica è sempre più al centro di studi e dibattiti perché contribuisce alla sostenibilità ambientale: ottimizzare i consumi di energia aiuta infatti a ridurre l’impatto sull’ambiente.
Le azioni di efficientamento energetico hanno come obiettivo il raggiungimento dello stesso risultato a livello di performance a fronte di un minore dispendio energetico. Consumare meno per ridurre l’impatto senza rinunciare alle prestazioni.
Si tende a ricercare l'efficienza energetica in moltissimi ambiti; in questo articolo, ci concentreremo sull’applicazione di tale concetto a condizionatori o pompe di calore e sugli edifici.
Lo strumento da laboratorio che viene utilizzato per valutare l’efficienza energetica è il calorimetro.
Il calorimetro per la caratterizzazione di condizionatori e pompe di calore
Il calorimetro è uno strumento che serve a misurare la quantità di calore prodotta o utilizzata da una macchina termica, ad esempio un climatizzatore. Valutare le performance dei macchinari elettrici per il condizionamento e per il riscaldamento rispetto all’energia consumata permette di assicurare il comfort abitativo ottimizzando i consumi.
Un calorimetro è in grado di fornire informazioni precise sulle prestazioni di un macchinario termico e, in questo modo, è possibile individuare eventuali problemi e interventi per migliorare l'efficienza energetica.
Come funziona un calorimetro
La temperatura dell’ambiente interno ed esterno è fortemente condizionante sulle performance dei dispositivi: è quindi necessario caratterizzare il condizionatore o la pompa di calore in relazione alle condizioni ambientali indoor e outdoor.
Un calorimetro è costituito da tre parti principali: due ambienti, ovvero due camere climatiche, una che simula le condizioni ambientali dell’ambiente interno e una che simula l’ambiente esterno. Il terzo elemento fondamentale è costituito dal sistema di misurazione, ovvero un sistema costituito da pacchetto di sensori e da un software che permette di valutare in tempo reale il parametro performance, senza necessità di operazioni di calcolo manuali.
Il calorimetro ha quindi due requisiti di base:
- Simulare le condizioni climatiche di test secondo le normative vigenti;
- Misurare le performance del provino, ovvero il condizionatore o la pompa di calore.
I costruttori di climatizzatori sono obbligati a indicare le performance del prodotto rilevate grazie ai cicli di test in calorimetro, riportandone i parametri di efficienza di riscaldamento e di raffrescamento, ovvero COP e EER. I termini COP (coefficiente di prestazione) e EER (rapporto di efficienza energetica) si riferiscono proprio al rapporto di riscaldamento o raffrescamento fornito da un condizionatore o da una pompa di calore in base alla potenza in ingresso necessaria per generarlo.
Esistono due categorie di calorimetri: i macchinari super precisi, più costosi e che richiedono tempi di test più lunghi e sono quindi più indirizzati verso i laboratori di ricerca; e un’altra tipologia, la più utilizzata in ambito industriale, meno impegnativa nella durata dei cicli di test e nel settaggio. Anche questa seconda tipologia è molto affidabile ed è sufficiente per adempiere alle normative di test.
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Le camere per test di trasmittanza termica
Le camere per prove di trasmittanza termica seguono lo stesso concetto di base: si parla sempre di misurazione dell’efficienza energetica, declinata con modalità differenti.
Il focus è in questo caso la coibentazione, ovvero l’isolamento termico degli edifici. Con questa macchina è possibile quantificare in maniera numerica la capacità di una struttura, generalmente in edilizia, di trattenere il calore durante l’inverno e il fresco durante l’estate. Quanto più è elevata la capacità di un edificio di isolare termicamente, minori sono i consumi energetici di combustibile o di energia elettrica.
Come per i calorimetri, anche nel caso delle macchine per prove di trasmittanza termica la struttura è composta da due ambienti differenti, separati dalla parete che simula esattamente la parete di un edificio; da un lato della parete vengono riprodotte le condizioni climatiche dell’ambiente interno, dall’altro quelle dell’ambiente esterno, simulando esattamente ciò che accadrà ad un muro durante la sua vita.
Le camere per prove di trasmittanza termica sono uno strumento essenziale per la valutazione della sostenibilità ambientale degli edifici: a seconda delle funzionalità desiderate, è possibile testare l’involucro di un edificio rispetto ad una grande quantità di fattori esterni, quali freddo, umidità, vento, pioggia, irradiazione solare e infrarossa, e interni come temperatura, umidità, convezione naturale e forzata dell’aria, permeabilità al vapore e all’aria.
Vuoi approfondire? Leggi sul nostro sito il case history dedicato alla speciale camera per prove di trasmittanza termica per l'Università La Rochelle in Francia: ACS e la qualità delle nostre abitazioni: gli studi dell’Università La Rochelle sugli involucri edilizi |
