Soluzioni progettuali allo stato dell’arte e tecnologia italiana per un efficiente impianto solare termico abbinato a pompe di calore condensate ad aria, che provvede all’intero fabbisogno igienico-sanitario di un moderno padel club.
Nato in Messico come variante del paddle tennis, il padel è oggi uno sport molto popolare in America Latina, Francia, Italia, Portogallo, Spagna e Svezia. Si tratta di una disciplina molto impegnativa dal punto di vista fisico, che nel nostro paese sta conoscendo una rapida diffusione (circa mezzo milione di praticanti e oltre 700 club), specie nel Lazio dove sono concentrate circa un quarto di tutte le strutture presenti in Italia.
Entrato in funzione nell’ottobre 2021, l’Inside Padel Club è una delle strutture di più recente realizzazione dedicate a questo sport, particolarmente veloce e spettacolare. Coniugato con il Salaria Padel Club, il club è situato nella zona nord di Roma, all’interno di un’ex struttura industriale che accoglie 8 campi indoor e un centro fitness, un’area accoglienza con bar, spogliatoi e locali di supporto e servizio.
L’impianto idrico-sanitario al servizio del club è particolarmente interessante: basato esclusivamente sull’uso delle energie rinnovabili solare termica e aerotermica, è stato progettato dall’ing. Emanuele Marocchi e realizzato dall’impresa S.P.A.E. 92, utilizzando principalmente prodotti Cordivari distribuiti dalla Filiale R1 di Articoli Termoidraulici.
La parola al progettista
«L’edificio non disponeva di collegamenti né alla rete di distribuzione del metano, né all’acquedotto – afferma il progettista ing. Emanuele Marocchi – e anche la potenza elettrica era limitata. Di conseguenza gli impianti meccanici sono alimentati esclusivamente tramite rete elettrica e fonti rinnovabili e, per la parte igienico-sanitaria, utilizzano acqua di pozzo disinfettata ma non potabilizzata.
Il fabbisogno di ACS era stato stimato dal committente in funzione della massima capacità del centro sportivo (6 persone/h per ciascun campo di gioco durante il periodo di maggiore affluenza): si trattava perciò di garantire l’ACS necessaria per 400 docce al giorno, con un picco di oltre 200 docce fra le ore 18 e le 22. Il dimensionamento ha restituito la necessità di produrre circa 10.000 l/giorno di acqua calda.
Considerando una resa invernale pari al 30% della resa estiva (~930 kWh/m2), l’impianto può fronteggiare un fabbisogno medio mensile di ~9.500 kWh, con una potenza solare installata di circa 32 kW».
Come è articolato l’impianto idrico-sanitario?
«Il campo solare termico, provvede al pre-riscaldamento, sfrutta la superiore efficienza nello scambio di calore con acqua molto fredda, anche quando l’apporto solare non è elevato, mentre le pompe di calore producono istantaneamente l’ACS destinata alle utenze, partendo da acqua di pozzo a 5÷6 °C. L’accumulo del pre-riscaldamento è concepito per ottimizzare la stratificazione, in modo da erogare acqua a una temperatura idonea a massimizzare la resa delle pompe di calore.
Un bypass consente il ricircolo dell’ACS a 60 °C anche quando il centro sportivo è chiuso, in modo da utilizzare il calore accumulato per il trattamento anti-legionella. Per contenere i consumi energetici l’acqua di pozzo è stoccata in un serbatoio pressurizzato dotato di valvola rompivuoto, che mantiene la pressione in arrivo dalla rete consortile di adduzione, ed è distribuita da elettropompe a portata variabile. La qualità dell’ACS è affidata a filtraggio a maglia e ad addolcimento a scambio ionico».
Quali aspetti tecnologici hanno orientato la scelta dei componenti impiantistici?
«In sede di progettazione segnalo i prodotti ritenuti più adatti dal punto di vista tecnico, anche per facilitare la formulazione del preventivo. Per Inside Padel Club l’indicazione di Cordivari per il solare termico e gli accumuli è stata poi confermata dall’impresa. Abbiamo anche risolto una problematica specifica.
La temperatura dell’acqua in ingresso era realmente molto bassa: specie durante il periodo invernale, nelle prime ore del mattino, avrebbe sicuramente creato problemi di condensa ai danni dell’isolamento termico del bollitore di pre-riscaldamento. Per questa ragione il bollitore è stato modificato mettendo in collegamento la parte alta e bassa, mediante un circuito regolato da una semplice valvola a sfera. In questo modo la temperatura dell’acqua si innalza quanto basta a eliminare la condensazione. La conseguente perdita in termini di stratificazione è rapidamente compensata appena entra in funzione il campo solare termico».
L’impianto in sintesi
Obiettivo del progetto era realizzare un impianto idrico-sanitario ridondante che, nel rispetto dei vincoli esistenti (fornitura discontinua e a pressione variabile dell’acqua di pozzo, assenza di metano, scarsa potenza elettrica), garantisse:
- una riserva sufficiente a soddisfare il fabbisogno giornaliero senza alimentazione idrica esterna;
- le esigenze degli sportivi in ogni condizione d’uso, anche in caso di fuori servizio parziale.
L’impianto idrico-sanitario è attestato sul contatore dell’acqua di pozzo, sottoposta a filtrazione e disinfezione prima di affluire in un serbatoio di raccolta pressurizzato (1.000 l, max 6 bar). A valle un gruppo di pressurizzazione alimenta il collettore per la distribuzione dell’acqua fredda alle utenze e, previo addolcimento, all’impianto ACS.
Il pre-trattamento termico è demandato a un impianto solare termico composto da:
- centralina di controllo, preceduta da attacco per la miscelazione acqua/glicole;
- 20 collettori solari di tipo piano (portata 2.700 l/h; superficie utile complessiva 45 m2; ΔT 15 °C), installati sulla copertura (orientamento sud/sud-ovest; inclinazione 45°);
- disaereatore;
- bollitore a stratificazione (2.000 l) con serpentina solare;
La preparazione dell’ACS è affidata a un secondo bollitore (1.500 l), nel quale si inseriscono le serpentine alimentate alle pompe di calore: 2 moduli idronici a espansione diretta collegati ad altrettante motocondensanti (ciascuna 25 kW; Tmax acqua 70 °C; ΔT 10 °C). Previa miscelazione a 35÷65 °C, l’ACS è erogata alle docce attraverso un circuito con ricircolo.
La sezione di pre-riscaldamento solare consente all’impianto di operare a basse temperature, quindi con ΔT elevati, per sfruttare quanto più possibile l’energia rinnovabile anche nelle condizioni invernali, ovvero con bassa temperatura al pannello. L’impianto provvede alla produzione dell’intera quantità di ACS richiesta dall’utenza in tempi rapidi, anche indipendentemente dalla disponibilità di energia solare, che nella stagione estiva fornisce oltre l’80% del fabbisogno termico totale.
Per valorizzare la stratificazione dell’aria calda nella zona sottostante la copertura, le motocondensanti sono installate nella parte superiore dell’ambiente, in modo da utilizzare aria a temperature che non scendono mai a valori critici per il funzionamento invernale delle pompe di calore.
Tutto sotto controllo
Il funzionamento dell’impianto solare termico Cordivari è regolato da una centralina Professional che comprende sistema di controllo elettronico, gruppo di circolazione monovia, regolatore di flusso, valvola di sicurezza, termometri e sonde di temperatura. Si tratta di un apparecchio semplice e funzionale, in grado di gestire sistemi complessi di varia natura, equipaggiato con un sistema di assistenza alla messa in funzione che guida l’utente passo dopo passo nella scelta rapida ed efficace delle impostazioni.
È dotata di un pratico display lcd retroilluminato per visualizzare valori correnti, analisi e monitoraggio statistico, personalizzazione delle funzioni speciali, menù estendibili con spiegazioni, blocco di sicurezza, ecc..
Caratteristiche dei collettori solari
I collettori solari piani VT a circolazione forzata (dimensioni 1.250 x 2.000 mm; spessore 85 mm; superficie captante 2,32 m2; peso 34 kg) sono realizzati con telaio in alluminio, isolamento in lana minerale, assorbitore full plate con rivestimento altamente selettivo (agli ossidi di titanio), copertura in vetro temperato anti-grandine e guarnizioni in epdm e silicone, con allacciamento Ø 22 mm.
A fronte della massima semplicità costruttiva, questi collettori solari (Pmax 10 bar; Tmax 199 °C) offrono prestazioni elevatissime nella captazione della luce, espresse da una curva di efficienza istantanea che li rende idonei all’applicazione anche nei contesti più critici dal punto di vista delle condizioni ambientali.
Bollitori ad alte prestazioni
I bollitori sono modelli Extra 1 WX ed Extra 2 WX Cordivari. Realizzati in acciaio e rivestiti con isolante Polywarm, a seconda dei modelli dispongono di uno o due scambiatori di calore a fascio tubiero (superiore diritto, inferiore piegato verso il basso), in acciaio inox 316L del tipo anti-legionella con protezione catodica affidata ad anodi di magnesio.
La particolare conformazione delle serpentine permette il riscaldamento del 100% volume del bollitore, incrementando la possibilità di stoccaggio del calore e riducendo al minimo i tempi di pre-riscaldamento. Le guarnizioni in gomma siliconica alimentare offrono una resistenza in esercizio fino a 200 °C; la testata è in acciaio al carbonio con trattamento anticorrosivo.
L’involucro esterno è protetto da coibentazioni di tipo rigida (in poliuretano espanso) e morbida (in fibra di poliestere riciclabile, con classe di resistenza al fuoco B-s2d0 e da un rivestimento in pvc. Lo scarico del serbatoio avviene attraverso il manicotto sul fondo.
