USX Edge
Una rapida riqualificazione ha drasticamente ridotto la bolletta energetica di un moderno hotel milanese: il fabbisogno termico, frigorifero e idrosanitario è ora coperto da quattro nuove pompe di calore aria/acqua di ultima generazione.
Situato nella zona nord di Milano, l’Hotel degli Arcimboldi è una struttura a 4 stelle facilmente accessibile, accogliente ed elegante, che in 10 piani fuori terra mette a disposizione 216 camere da 2 e 3 letti, dotate di tutti i comfort, oltre a spazi collettivi per conferenze, meeting, bar e ristorante.
Dal maggio scorso l’edificio è equipaggiato con una nuova centrale termofrigorifera composta da generatori idronici Toshiba, che hanno semplificato la complessa architettura impiantistica preesistente, poco efficiente ed estremamente costosa in termini di gestione.
Realizzato in soli quattro mesi dalla commessa al collaudo delle nuove pompe di calore, l’intervento ha abbattuto in modo sostanziale i consumi energetici per climatizzazione e produzione dell’ACS (circa -60%) e le relative spese complessive (-64%).
Semplificazione impiantistica
Entrato in funzione nel 2014, prima dell’intervento l’Hotel degli Arcimboldi era equipaggiato con:
- 2 caldaie modulari alimentate a metano (potenza totale 680 kWt), situate sulla copertura;
- 2 gruppi frigoriferi polivalenti (ciascuno 564 kWf), ubicati nel parcheggio dell’hotel;
- 32 collettori solari termici in copertura, più 2 accumuli e 2 bollitori per la produzione dell’ACS nella sottocentrale.
«Abbiamo progettato impianti per numerosi alberghi della medesima catena – afferma l’ing. Benito Piccolo, fondatore e titolare di Studio Piccolo Associati, realtà professionale che si occupa di progettazione omnicomprensiva – ma in questo caso abbiamo dovuto risolvere il problema degli elevati consumi energetici, che comportavano una bolletta di circa 70.000 euro al mese».
Alcuni sopralluoghi e una diagnosi energetica hanno rivelato i motivi dell’anomalia…
«La configurazione dell’impianto di climatizzazione era complicata e tutt’altro che efficiente. In sintesi la centrale termica era situata nei locali tecnici sulla copertura, mentre i gruppi polivalenti erano ubicati al piano terreno, in posizione esterna. Tutti i fluidi erano convogliati a una centrale d’accumulo al livello -3, per essere poi rilanciati alla sottocentrale posta all’ultimo piano e quindi distribuiti alle utenze, situate ai livelli inferiori.
In totale erano presenti nell’albergo 48 pompe di rilancio che, assieme alla lunghezza delle tubazioni, erano in larghissima parte responsabili dello spreco di elettricità e calore connesso alla climatizzazione. Abbiamo perciò deciso di sostituire caldaie e chiller con pompe di calore, da installare sulla copertura a fianco della sottocentrale».
Efficienza, spazio, silenziosità
Il risultato che ne è derivato è stato quello di semplificare drasticamente la centrale termofrigorifera. «I generatori esistenti – puntualizza l’ing. Piccolo – sono stati sostituiti con 4 pompe di calore aria/acqua (200 kW ciascuna) della linea USX Edge di Toshiba. Si tratta di macchine performanti, compatte e leggere, che possono produrre contemporaneamente i fluidi caldi e refrigerati, necessari per la climatizzazione durante l’intero arco dell’anno, e integrare la preparazione dell’ACS, affiancate da una sola elettropompa da 2,2 kW.
Le pompe di calore lavorano in coppia, rispettivamente:
- al servizio di camere e aree comuni, con funzionamento stagionale estate/inverno;
- della produzione di ACS, con funzionamento estivo, mentre in inverno e nelle stagioni di transizione si sfrutta la produzione di acqua refrigerata, per il raffrescamento in base alle esigenze degli ospiti.
Il posizionamento dei nuovi generatori sul lastrico in copertura ha permesso di eliminare completamente i gruppi frigoriferi e la centrale d’accumulo al livello -3, comprese le relative tubazioni che attraversavano l’edificio in verticale.
Abbiamo mantenuto le sole caldaie a metano, come backup per garantire continuità al riscaldamento invernale e alla produzione di ACS in caso di necessità. L’accorciamento dei collegamenti idraulici, in particolare, ha minimizzato la lunghezza delle reti e la potenza necessaria al pompaggio, che gravavano sui consumi elettrici e incrementavano le dispersioni termiche. Tutto questo anche a favore di una maggiore funzionalità degli spazi – nei sotterranei dell’albergo e nel parcheggio, liberati rispettivamente dalle centrali di accumulo e frigorifera – e del contenimento delle emissioni acustiche dei chiller».
Il loro design compatto e modulare ha consentito l’installazione in un’area decisamente contenuta, che non avrebbe potuto accogliere le macchine utilizzate in precedenza.
Durante tutta la durata della commessa i tecnici di Toshiba Italia Multiclima ci hanno offerto un importante supporto tecnico, facendo propria la nostra sfida ingegneristica in ogni minimo dettaglio. Le tempistiche sono state stupefacenti: l’incarico ci è stato conferito a febbraio, a fine marzo abbiamo ricevuto le pompe di calore, che ad aprile erano già in posizione e a maggio funzionavano regolarmente».
Prestazioni, leggerezza, compattezza
Ma quali sono state le complessità affrontate in sede di progettazione e come sono state risolte?
«La progettazione si è focalizzata sulla riqualificazione della sola centrale termofrigorifera, con l’obiettivo di evitare qualsiasi altra lavorazione. La principale difficoltà è consistita quindi nell’individuazione di generatori rispondenti a tutti i requisiti tecnici, ma anche di peso e dimensionali, per il posizionamento in un’area ampia circa 20 m² situata al nono piano e difficilmente accessibile.
Non meno vincolante, data la transizione ecologica in atto, è stata la volontà di scegliere una tecnologia a basso impatto ambientale, optando per una soluzione con gas R32 a ridotto GWP. Un’altra importante condizione era la possibilità di accedere al Conto Termico 2.0, in modo da rendere meno impegnativo l’investimento per il committente.
Le pompe di calore modulanti USX Edge di Toshiba hanno risposto a tutti i requisiti, compresa la rapidità della fornitura. Il lavoro in team tra progettista, produttore e installatore si è rivelato fondamentale per risolvere le problematiche della struttura e per garantire un impianto di climatizzazione più efficiente in termini energetici, economici e gestionali».
Nessuna modifica è stata quindi prevista ai terminali in ambiente, che comprendono ventilconvettori a pavimento (hall ingresso), a cassette (connettivo, sale riunione), a mobiletto (locali di servizio e per il personale) e da incasso a soffitto, oltre a radiatori (office di piano, servizi igienici, spogliatoi), scaldasalviette (bagni delle camere) e batterie di post-riscaldamento a canale (ristorante).
Anche l’impianto aeraulico è rimasto immutato, composto da 6 UTA per cucina (mandata 10.000 m³/h, con estrattore), ristorante (8.000 m³/h), hall e bar (3.500 m3/h), camere (24.000 m3/h), spogliatoi (1.500 m³/h) e sala congressi (5.400 m3/h), dotate di sistema free-cooling.
Disponibili in tre taglie (150, 180 e 200 kW) con configurazione modulare (fino a 16 unità per gruppo, fino a 8 gruppi per un totale di max 128 unità), le unità USX Edge soddisfano qualsiasi esigenza in un’ampia gamma di applicazioni, fra cui data center, ospedali, camere bianche, edifici commerciali e uffici, alberghi, stabilimenti industriali, ecc..
Ogni modulo è equipaggiato con 4 compressori Twin Rotary Inverter indipendenti, a iniezione di liquido (100 cc, tra i più grandi al mondo), ciascuno dotato del proprio circuito frigorifero riempito con R32 (GWP 675). Grazie all’elevata flessibilità operativa dei compressori, ai ventilatori e alle pompe tutti pilotati da inverter, l’efficienza raggiunge i massimi livelli (SEER 5,06; SCOP 4,35) anche ai carichi parziali.
Il design “modulo nel modulo” consente infatti ai vari circuiti frigoriferi la fornitura simultanea di fluidi per raffreddamento e riscaldamento, da una configurazione di refrigeratori a 2 tubi, utilizzando lo stesso controller di sistema. Per ogni modulo, l’operazione di sbrinamento è eseguita da solo un circuito alla volta.
USX Edge produce acqua di mandata a temperature comprese tra 4 e 30 °C e tra 25 e 55 °C; la versione Powerful Heating permette il funzionamento in riscaldamento fino a -25 °C, mentre la versione Brine permette di produrre acqua di mandata fino a -15 °C con temperature esterne fino a -25 °C.
Il caratteristico telaio a “X” brevettato riduce notevolmente l’ingombro al suolo rispetto ad altri generatori di pari potenza, permettendo l’installazione ravvicinata delle unità con riduzione dell’ingombro a terra (max 70%). Il convertitore PWM (Pulse Width Modulation) di serie elimina i disturbi armonici e migliora il fattore di potenza fino al 99%.
Meno consumi, meno spese
Nel descrivere la fase di installazione l’ing. Piccolo commenta: «Le pompe di calore sono state tutte sollevate e posizionate mediante autogru sistemate nelle proprietà contermini. La stretta collaborazione con il team di Toshiba Italia Multiclima e con l’impresa ME Air, che si è occupata dell’installazione, ha reso possibile realizzare l’intervento in una sola giornata di lavoro. La successiva realizzazione dei collegamenti termici ed elettrici non ha posto alcuna problematica.
La compattezza delle pompe di calore è stata, in assoluto, il punto di forza dell’intero intervento, che ha introdotto notevoli miglioramenti in termini di riduzione del fabbisogno termico ed elettrico e di semplificazione impiantistica, fornendo al contempo una maggiore flessibilità d’uso e aumento dello spazio utile esterno all’hotel, senza compromessi per il comfort.
Con le nuove pompe di calore USX Edge in funzione da pochi mesi – conclude l’ing. Piccolo – osserviamo una riduzione dei consumi (da 180.000 kWh a 90.000 kWh al mese), e un sostanziale decremento della bolletta energetica (da 50.000 a 25.0000 euro mensili), che costituiva il principale obiettivo dell’intervento. L’esperienza è stata perciò particolarmente soddisfacente».
«Una produzione di alta qualità e ad alta efficienza, con un’eccellente assistenza ai clienti, è la filosofia applicata anche alla gamma di chiller e pompe di calore reversibili Universal Smart X Series EDGE, commercializzati anche in Europa. La tecnologia modulare full inverter e l’utilizzo dei nostri compressori Twin-Rotary sono frutto di anni di innovazione, con un’attenzione particolare all’efficienza energetica e alla sostenibilità.
In collaborazione con gli studi di progettazione e ingegneria, siamo in grado di offrire soluzioni personalizzate anche per le strutture alberghiere come nel caso di questo interessante progetto presso l’Hotel Arcimboldi, contribuendo alla riduzione dei consumi energetici. Questo dialogo continuo tra tecnologia e progettazione consente di ottimizzare ogni installazione, adattandola alle specifiche esigenze del cliente».
