EFFICIENZA ENERGETICA

Anello d’acqua lagunare per l’impianto geotermico

0
L’EDIFICIO “Ex Generatori" è stato destinato a diventare uno degli edifici direzionali delle attività di gestione e manutenzione delle opere di regolazione delle maree alle bocche di porto lagunari (“Sistema Mose”).
L’EDIFICIO “Ex Generatori” è stato destinato a diventare uno degli edifici direzionali delle attività di gestione e manutenzione delle opere di regolazione delle maree alle bocche di porto lagunari (“Sistema Mose”).

Nell’area nord dell’Arsenale storico di Venezia è stato eseguito un intervento di ristrutturazione sull’edificio “Ex Generatori”, capannone industriale dei primi del ‘900 situato nell’area e destinato a diventare uno degli edifici direzionali delle attività di gestione e manutenzione delle opere di regolazione delle maree alle bocche di porto lagunari (“Sistema Mose”). L’edificio è stato ristrutturato valorizzandone i prospetti murari e restaurando le componenti industriali.

Le peculiarità dell’edificio

Nell’ambiente principale dell’edificio sono stati previsti quattro volumi che si sviluppano per tutta l’altezza libera ospitando, al piano terra, attività di accoglienza e controllo dei flussi pedonali in ingresso e uscita all’area, sala di attesa, reception, sale riunioni e altri servizi; ai livelli superiori ci sono uffici, salette riunioni, locali di servizio e archivi. L’ambiente di intercapedine che si sviluppa tra il capannone storico e la nuova infrastruttura è un vano unico a tutta altezza che ha posto il problema della stratificazione dell’aria, risolto con una soluzione impiantistica di regolazione della temperatura sia nel periodo estivo sia nel periodo invernale. Inoltre la complessa struttura geometrica con pareti e cavedi con andamento non lineare ha reso critica l’individuazione di spazi per la posa delle tubazioni e dei canali d’aria per la ventilazione.

Geotermia e anello d’acqua

Le scelte impiantistiche sono state determinate da fattori quali l’integrazione nel contesto esistente e la bassa invasività, optando per un sistema VRV Daikin nella versione geotermica a recupero di calore con condensazione ad acqua. Il sistema ha potuto beneficiare di un anello d’acqua industriale WLHP (Water Loop Heat Pump) il cui bilanciamento termico sfrutta la laguna di Venezia quale pozzo energetico, scelta dettata dal fatto che l’Arsenale nord è caratterizzato da vincoli per la tutela del patrimonio storico e architettonico. L’intervento del generatore di calore sarà prevalentemente concentrato nel periodo che va da fine dicembre a febbraio in cui è possibile che la laguna per qualche settimana possa scendere sotto i 5°C, temperatura considerata minima per il funzionamento degli scambiatori termici di presa mare visto il pericolo di congelamento del sistema. Al di fuori del periodo limitato in cui interviene il generatore di calore, l’impianto ad anello può beneficiare del favorevole ciclo termico annuale dell’acqua di laguna che, unito all’esteso campo di funzionamento dei sistemi VRV in pompa di calore geotermici, permette al sistema di scambiare direttamente energia con la laguna per la maggior parte del funzionamento annuo (circa 10 mesi all’anno) e con elevati valori di COP/EER .

L’ANELLO D’ACQUA realizzato per l’impianto.
L’ANELLO D’ACQUA realizzato per l’impianto.

Come funzione il sistema Water Loop Heat Pump

Il sistema ad anello consente di gestire le diverse configurazioni impiantistiche che derivano dallo sviluppo progressivo degli interventi nei vari edifici, il tutto adattando facilmente i successivi collegamenti dei relativi sistemi in pompa di calore. Dalla centrale di scambio inizia lo sviluppo del primo ramo dell’anello a servizio del comparto civile che è costituito dagli edifici storici in corso di infrastrutturazione, ramo che si collega anche all’edificio “Ex-Generatori”; un secondo ramo di anello, sempre partendo dalla centrale di scambio, verrà realizzato in un secondo tempo e andrà al servizio dei capannoni di nuova costruzione adibiti alla manutenzione del sistema Mose. Il graduale incremento di utenze collegate all’anello aumenta sempre più il beneficio energetico che deriva dal recupero di calore sfruttando la condizione di carichi opposti richiesti nei vari edifici; ad esempio, in inverno, l’anello può recuperare il calore di un sistema di condizionamento per sale CED rendendolo disponibile per le pompe di calore in riscaldamento negli ambienti civili.

Centrale termica e distribuzione

La temperatura dell’anello viene mantenuta tramite una centrale di scambio termico che sfrutta l’energia  dell’acqua prelevata dalla laguna entro un determinato range, tipicamente compreso tra i 10°C e i 30°C; questi valori di temperatura sono tali da poter massimizzare complessivamente l’efficienza dei sistemi in pompa di calore che vengono alimentati dall’anello stesso. La centrale di produzione energetica e di scambio termico con la laguna ha una potenza nominale di 2 MW estensibile fino a 5 MW. La centrale è dotata di scambiatori di calore di tipo a piastre in titanio opportunamente dimensionati che operano con salto termico nominale di 3°C sul circuito acqua di laguna e con salto termico nominale di 5 °C sul circuito anello acqua tecnica. Il prelievo dell’acqua di laguna viene effettuato mediante una presa a mare posta a Nord dell’Arsenale nelle vicinanze dell’edificio Ex Generatori dove sono state installate due pompe a inverter con portata nominale di 600 mc/h. Il collegamento dei diversi fabbricati all’impianto è stato effettuato predisponendo in ciascuno di essi una rete di sottoservizi d’area organizzati attraverso un cunicolo ispezionabile che oltre alla presenza dell’anello d’acqua per la distribuzione dell’energia termica riserva degli spazi tecnici per la distribuzione elettrica, il cablaggio strutturato, le reti idriche e l’antincendio.

 IL SISTEMA di destratificazione aria tra le intercapedini interne.

IL SISTEMA di destratificazione aria tra le intercapedini interne.

L’acqua di laguna, fonte rinnovabile

Sull’anello è stato collegato un generatore di calore che fornisce energia termica al sistema qualora le condizioni di temperatura della laguna fossero caratterizzate da valori troppo bassi. Al di fuori del periodo in cui interviene il generatore di calore (da fine dicembre a febbraio), l’impianto ad anello beneficia del favorevole ciclo termico annuale dell’acqua di laguna. La soluzione adottata per la climatizzazione estiva e invernale dell’edificio si identifica in un impianto ad espansione diretta tipo VRV Daikin nella versione geotermica con condensazione ad acqua; oltre ai sistemi VRV vi sono altre pompe di calore dedicate, sempre del tipo acqua-acqua geotermiche, a servizio dell’unità di trattamento aria, per la produzione di acqua calda sanitaria e per il condizionamento della sala CED. L’impianto è del tipo a 3 tubi con recupero di calore, sistema che permette di operare con carichi opposti (riscaldamento e raffreddamento contemporaneo) con il trasferimento di energia tra le varie zone termiche indipendenti asservite dal medesimo sistema frigorifero.

Il ricambio dell’aria

L’impianto di climatizzazione per gli uffici è costituito da unità terminali ad espansione diretta collegati a un sistema VRV Daikin geotermico e di aria primaria UTA. Per gli spazi a tutta altezza, che presentano la naturale tendenza a stratificare la temperatura creando delle problematiche per la regolazione climatica degli ambienti, si è scelto di realizzare impianti a pannelli radianti a pavimento e di installare delle unità termoventilanti con funzione di destratificazione, il tutto collegato al sistema VRV. È stata infine prevista la ventilazione meccanica tramite un’unità di trattamento aria la cui batteria di scambio è a uso promiscuo caldo/freddo alimentata da un chiller in pompa di calore condensato ad acqua, anch’esso collegato all’anello di liquido; l’UTA ha il compito di ricambiare l’aria negli uffici e nei locali annessi assicurando un tasso di ventilazione pari a 11 lt/s per persona.

Antonia Lanari

LA CENTRALE di trattamento aria di rinnovo.
LA CENTRALE di trattamento aria di rinnovo.

 

Scheda lavori

Progetto architettonico di recupero dell’edificio:

Società di Ingegneria Thetis S.p.A con la consulenza dall’Arch. Alberto Cecchetto, professore della facoltà di Architettura di Venezia e sotto il coordinamento del Consorzio Venezia Nuova

Progettazione impianti:

Tommaso Marella, libero professionista, Venezia

Materiali installati:

sistema VRV Daikin versione geotermica a recupero di calore con condensazione ad acqua

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here