Rendimento globale medio stagionale: come si calcola?

Il rendimento globale medio stagionale è il rapporto tra il fabbisogno di energia utile di un servizio energetico dell’edificio e il corrispondente fabbisogno di energia primaria totale. È un parametro fondamentale nelle verifiche energetiche perché consente di valutare l’efficienza complessiva dell’impianto, tenendo conto non solo del generatore, ma anche delle perdite e del comportamento del sistema nel suo insieme.

Quando si procede a una valutazione energetica, sia per una nuova costruzione sia per una ristrutturazione o per la sostituzione di un impianto termico, è importante verificare che il rendimento globale medio stagionale rispetti i limiti previsti dalla normativa.

Il controllo diventa particolarmente importante quando la diagnostica segnala una verifica non soddisfatta, ad esempio per il servizio di acqua calda sanitaria. In questi casi non sempre si tratta di un errore di inserimento: spesso la causa è un sistema ACS poco efficiente, un valore di energia primaria troppo elevato, perdite importanti o dati impiantistici non coerenti con lo schema reale.

Vediamo quindi cosa si intende per rendimento globale medio stagionale, come si calcola per riscaldamento, raffrescamento e ACS, come si verifica il rispetto dei limiti normativi e cosa controllare se la verifica dell’acqua calda sanitaria non è soddisfatta.

Per evitare errori nel calcolo e individuare rapidamente le criticità dell’impianto, puoi usare un software per la certificazione energetica e il calcolo delle prestazioni energetiche degli edifici, con diagnostica integrata e verifica dei requisiti normativi.

Cosa si intende per rendimento globale medio stagionale?

Ai fini delle verifiche dei requisiti minimi degli impianti, per rendimento globale medio stagionale si intende il rapporto tra il fabbisogno di energia utile del servizio e il corrispondente fabbisogno di energia primaria totale.

Facendo riferimento ad un generico edificio in cui sono presenti i servizi di climatizzazione invernale, estiva e produzione di acqua calda sanitaria (ACS), potremo definire:

• rendimento globale medio stagionale per l’impianto di riscaldamento, il rapporto tra il fabbisogno di energia termica utile per la climatizzazione invernale e l’energia primaria totale richiesta dal servizio;
• rendimento globale medio stagionale per l’impianto di raffrescamento, il rapporto tra il fabbisogno di energia termica utile per la climatizzazione estiva e l’energia primaria totale richiesta dal servizio;
• rendimento globale medio dell’impianto di acqua calda sanitaria, il rapporto tra il fabbisogno di energia termica per la produzione di ACS e l’energia primaria totale richiesta dal servizio.

Rendimento globale medio stagionale (riscaldamento, raffrescamento, acs)

Come si ottiene il rendimento globale medio stagionale?

Per calcolare il rendimento medio globale stagionale è opportuno fare riferimento alle specifiche tecniche delle UNI/TS 11300 ed alle varie precisazioni fornite dalle FAQ ministeriali MISE di Agosto 2016.

In particolare le FAQ specificano che “nel caso dei servizi di climatizzazione invernale e climatizzazione estiva, al numeratore del rapporto vi è il fabbisogno di energia termica utile ideale del fabbricato dell’edificio reale, per riscaldamento o raffrescamento, calcolato con la ventilazione di riferimento così come da UNI/TS 11300-1”.

In questo modo è possibile calcolare:

1- Rendimento Globale Medio dell’impianto di Riscaldamento, η_Gh, come:

η_Gh= Q_{h_rif}/Q_Ph

dove:

• Q_{h_rif} è il Fabbisogno di Energia Termica Utile per Riscaldamento di riferimento;
• Q_Ph è il Fabbisogno di Energia Primaria Totale per Riscaldamento;

2- Rendimento Globale Medio dell’impianto di Raffrescamento, η_Gc, come:

η_Gc=Q_{c_rif}/Q_Pc

dove:

• Q_{c_rif} è il Fabbisogno di Energia Termica Utile per Raffrescamento di riferimento;
• Q_Pc è il Fabbisogno di Energia Primaria Totale per Raffrescamento;

3- Rendimento Globale Medio dell’impianto di ACS, η_Gw, come:

η_Gw=Q_w/Q_Pw

dove:

• Q_w è il Fabbisogno di Energia Termica per ACS;
• Q_Pw è il Fabbisogno di Energia Primaria Totale per ACS.

Verifica del rendimento globale medio stagionale

Come indicato nel Decreto Requisiti Minimi, in caso di realizzazione o modifica di un impianto, tra le altre cose, bisogna effettuare il “calcolo dell’efficienza media stagionale dell’impianto termico di riscaldamento e verifica che la stessa risulti superiore al valore limite calcolato utilizzando i valori delle efficienze fornite in Appendice A per l’edificio di riferimento”.

Rientrare in questa verifica durante la fase di progettazione energetica significa monitorare il confronto tra il valore del rendimento globale medio stagionale del servizio, e garantire che quello calcolato per l’edificio reale sia superiore a quello dell’edificio di riferimento.

Se la verifica non è soddisfatta, il progettista deve individuare la causa tecnica della non conformità. Il problema può dipendere dal generatore, dal vettore energetico, dalle perdite di distribuzione, da un accumulo non efficiente o da dati di input non corretti.

Per verificare che il valore rispetti sempre il limite normativo, senza troppe preoccupazioni affidati ad un software di certificazione energetica.

La soluzione migliore per il calcolo delle prestazioni energetiche degli edifici e la verifica di interventi energetici secondo gli standard normativi cogenti, dotato di uno strumento di  diagnostica semplice ed intuitivo per individuare le criticità del tuo progetto.

Esiti verifiche EtaG | TerMus-BIM

Per approfondire guarda il video tutorial su “Rendimento Globale Impianti” di seguito.

Rendimento globale medio stagionale ACS non verificato: cosa significa

Dopo aver eseguito il calcolo energetico, può capitare che la diagnostica segnali una verifica di legge non soddisfatta per l’impianto di acqua calda sanitaria.

In pratica, il messaggio indica che il sistema di produzione dell’ACS, così come modellato, non raggiunge il limite minimo richiesto dalla normativa. Il problema non riguarda necessariamente un errore formale di inserimento: spesso dipende da un impianto ACS poco efficiente, da perdite elevate o da un generatore penalizzante dal punto di vista dell’energia primaria.

Per interpretare correttamente il problema occorre controllare i valori che compongono la formula ηGw = Qw / QPw e capire se il valore di QPw risulta troppo elevato rispetto al fabbisogno utile Qw.

Perché la verifica ACS può non essere soddisfatta

Quando la verifica dell’ACS non è soddisfatta, significa che il valore calcolato di ηGw è inferiore al valore limite previsto per il caso analizzato.

Le cause possono essere diverse e spesso concorrono tra loro:

• rendimento del generatore troppo basso;
• impiego di un sistema elettrico resistivo, come un boiler elettrico tradizionale;
• perdite elevate nella rete di distribuzione;
• accumulo sovradimensionato o poco isolato;
• temperature di accumulo e distribuzione non ottimizzate;
• ricircolo sanitario con perdite significative;
• dati tecnici del generatore o dell’accumulo non inseriti correttamente;
• fabbisogno ACS contenuto rispetto alle dispersioni del sistema.

Un esempio emblematico è il sistema ACS servito da un boiler elettrico. Un generatore elettrico a resistenza può risultare sfavorevole nelle verifiche energetiche: anche se trasforma quasi tutta l’energia elettrica assorbita in calore nel punto d’uso, l’energia elettrica viene valutata attraverso i fattori di conversione in energia primaria previsti dalla normativa. Di conseguenza, il valore di QPw può risultare elevato rispetto a Qw.

Verifica malfunzionamento sistema ACS

Boiler elettrico per ACS: perché può causare QPw elevato

Il boiler elettrico tradizionale è un generatore semplice, diffuso e spesso economico, ma dal punto di vista della verifica energetica può rappresentare una criticità.

Il motivo è legato al rapporto tra:

• energia utile fornita all’acqua;
• energia primaria totale richiesta per produrla;
• perdite di accumulo e distribuzione;
• fattori di conversione dell’energia elettrica.

In un sistema a resistenza elettrica, il rendimento al punto d’uso può sembrare alto, ma il calcolo normativo non si ferma al solo consumo elettrico finale: considera l’energia primaria associata. Per questo QPw può crescere e il rapporto Qw/QPw può diventare insufficiente.

Questo non significa che il boiler elettrico sia sempre una soluzione errata. Significa che, in una verifica di legge, deve essere valutato nel contesto specifico: destinazione d’uso, fabbisogno ACS, schema impiantistico, accumulo, perdite, eventuale integrazione da fonti rinnovabili e requisiti applicabili.

Dove controllare Qw e QPw in TerMus

Per capire se il problema dipende davvero da un valore QPw troppo alto, occorre analizzare i risultati di calcolo.

In TerMus puoi seguire questo percorso operativo:

• esegui il calcolo completo;
• apri la diagnostica e individua la verifica non soddisfatta relativa all’ACS;
• nel navigatore seleziona EOdC e ZONE;
• apri la scheda Risultati;
• espandi il raggruppamento dei valori annuali;
• individua i valori relativi al servizio ACS, in particolare Qw e QPw;
• confronta il rapporto Qw/QPw con l’esito della verifica.

Con TerMus puoi leggere direttamente i risultati di calcolo, individuare il servizio energetico non conforme e analizzare i valori che determinano l’esito della verifica, senza dover ricostruire manualmente tutti i passaggi.

Cosa fare se QPw è troppo alto

Se la verifica ACS non passa perché QPw è troppo elevato, l’obiettivo non è “forzare” il risultato, ma migliorare la prestazione del sistema modellato.

Gli interventi possibili riguardano soprattutto generazione, accumulo e distribuzione.

1. Verificare i dati del generatore ACS
   Prima di sostituire il generatore nel modello, conviene controllare che i dati che caratterizzano quello adottato per il calcolo siano corretti:
   • tipologia di generatore;
   • potenza;
   • rendimento o COP, se previsto;
   • vettore energetico;
   • modalità di funzionamento;
   • eventuale integrazione con altri generatori;
   • servizio effettivamente associato all’impianto.

   Un errore di configurazione può alterare QPw e portare a una verifica non soddisfatta anche quando lo schema reale è diverso.

2. Valutare uno scaldacqua a pompa di calore
   Se il sistema è basato su un boiler elettrico a resistenza, una delle soluzioni più efficaci è valutare uno scaldacqua a pompa di calore.
   La pompa di calore utilizza energia elettrica, ma trasferisce calore dall’ambiente all’acqua sanitaria con un rendimento stagionale superiore rispetto a una resistenza elettrica. In termini di calcolo, a parità di Qw, può ridurre l’energia primaria richiesta e migliorare il rapporto Qw/QPw.
   Questo passaggio è particolarmente coerente nei casi in cui l’ACS sia l’unico servizio critico e il generatore elettrico tradizionale sia la principale causa del rendimento insufficiente.
3. Ridurre le perdite di distribuzione
   Le perdite della rete ACS possono incidere in modo importante sul rendimento globale, soprattutto quando:
   • le tubazioni sono lunghe;
   • l’isolamento è assente o insufficiente;
   • è presente ricircolo sanitario;
   • le temperature di distribuzione sono elevate;
   • l’impianto serve utenze distanti dal generatore.

   Nel modello occorre verificare lunghezze, diametri, isolamento, tratti in ambiente riscaldato o non riscaldato e presenza di ricircolo. Migliorare l’isolamento delle tubazioni o rivedere lo schema distributivo può ridurre le perdite e migliorare il rendimento complessivo.

4. Controllare l’accumulo
   Se è presente un serbatoio di accumulo, vanno verificati:
   • volume;
   • isolamento;
   • temperatura di accumulo;
   • ubicazione;
   • perdite termiche;
   • coerenza con il fabbisogno reale.

   Un accumulo sovradimensionato o poco isolato può peggiorare sensibilmente la prestazione dell’impianto ACS. In alcuni casi, il problema non è solo il generatore, ma il rapporto tra volume accumulato, fabbisogno richiesto e dispersioni.

5. Valutare l’integrazione da fonti rinnovabili
   L’integrazione con fonti rinnovabili, come il solare termico, può contribuire a migliorare la prestazione del servizio ACS se progettata correttamente.
   Attenzione però: l’integrazione non va inserita come semplice correzione del risultato. Deve essere dimensionata in modo coerente con il fabbisogno, con le condizioni climatiche, con il profilo d’uso e con i requisiti normativi applicabili.

Workflow consigliato in TerMus per una verifica ACS non soddisfatta

Per affrontare in modo ordinato una verifica ACS non soddisfatta, puoi seguire questo schema:

• individua nella diagnostica la verifica non soddisfatta;
• verifica se il servizio interessato è effettivamente l’ACS;
• controlla EtaGw, Qw e QPw nei risultati;
• analizza il generatore ACS;
• controlla accumulo e distribuzione;
• verifica eventuali perdite di ricircolo;
• crea una variante del modello con un generatore più efficiente;
• confronta gli esiti di calcolo;
• documenta nella relazione le scelte progettuali adottate.

In questo modo la diagnostica non viene letta solo come un errore da eliminare, ma come uno strumento per individuare la causa tecnica della non conformità.

Con il software per la certificazione energetica puoi gestire il calcolo energetico, verificare automaticamente i requisiti di legge, confrontare diverse soluzioni progettuali e individuare rapidamente gli interventi più efficaci per migliorare la prestazione dell’impianto.

FAQ sul rendimento globale medio stagionale

Che cos’è il rendimento globale medio stagionale?

Il rendimento globale medio stagionale è il rapporto tra il fabbisogno di energia utile di un servizio energetico dell’edificio e il corrispondente fabbisogno di energia primaria totale. Serve a valutare l’efficienza complessiva dell’impianto.

Come si calcola il rendimento globale medio stagionale ACS?

Il rendimento globale medio stagionale dell’impianto ACS si calcola con la formula ηGw = Qw / QPw, dove Qw è il fabbisogno di energia termica per acqua calda sanitaria e QPw è il fabbisogno di energia primaria totale per il servizio ACS.

Cosa significa se il rendimento globale medio stagionale ACS non è verificato?

Significa che il valore calcolato di ηGw è inferiore al valore limite previsto. La causa può essere un generatore poco efficiente, un QPw elevato, perdite di distribuzione, accumulo non ottimizzato o dati impiantistici non corretti.

Perché un boiler elettrico può penalizzare la verifica ACS?

Un boiler elettrico a resistenza può penalizzare la verifica perché l’energia elettrica assorbita viene convertita in energia primaria secondo i fattori previsti dalla normativa. Questo può aumentare QPw e ridurre il rapporto Qw/QPw.

Come si può migliorare una verifica ACS non soddisfatta?

È possibile controllare i dati del generatore, valutare uno scaldacqua a pompa di calore, ridurre le perdite di distribuzione, ottimizzare l’accumulo e considerare l’integrazione da fonti rinnovabili, se coerente con il fabbisogno e con il progetto.

Indirizzo articolo: https://biblus.acca.it/rendimento-globale-medio-stagionale-come-si-calcola/