Impianto radiante per struttura ospedaliera.

[jugulo]

Buongiorno a tutti,
mi trovo a riflettere sulla progettazione di una lungodegenza ospedaliera, con anziani allettati. La committenza vuole il pavimento radiante per l'inverno, ed aggiungo io un ricambio aria con recuperatori di calore.
Per l'estivo avete riscontri per gli impianti di raffrescamento a pavimento, per questo tipo di utenze?
I problemi che mi si pongono sono i seguenti :

- adottando delle UTA al posto dei recuperatori potrei riuscire a controllare l'umidità?
- con un impianto di ricambio aria centralizzato non riesco a gestire ogni camera come a se stante. O acceso o è spento.

Qualcuno ha riscontri?

Grazie

[Ronin]

a pavimento si raffresca poco, meglio a soffitto.
sicuramente una UTA è in grado di controllare l'umidità, purchè la portata sia adeguata. quanto alle stanze, normalmente non è un problema, mica è un albergo che le camere possono essere occupate oppure no, le strutture sanitarie lavorano sempre al 95-100% della capienza (anche quelle private, altrimenti è un disastro economico).
distingui su rami differenti camere e zone diurne (ambulatori, personale, sale attesa, ecc.), metti la ripresa nei bagni e locali ciechi (così la tieni accesa sempre, evitando odori) e installa regolatori di portata VAV per gestire i cicli notturno/diurno e estate/inverno.
i recuperatori di calore veri e propri (quelli con il pacco di recupero in carta) non mi fiderei a metterli dove ci sono anziani: metti che poi la carta si impregna di qualche odore, come lo tiri via?

[Esa]

Sicuramente un impianto a soffitto.
Suggerisco di prendere in considerazione la soluzione che non utilizza acqua per raffreddare il cartongesso, ma aria. In pratica si crea un plenum isolato (non nella parte bassa, ovviamente, nel quale viene fatta passare l'aria a portata variabile, come dice corretamente Ronin). L'aria raffredda o riscalda il contro soffitto e, conseguentemente, assorbe o cede calore, Inoltre deumidifica o umidifica. L'isolamento del contro soffitto può essere esgeuito anche con materiale termoriflettente.
L'uscita dell'aria avviene tramite una feritoia ad effetto Coanda nella parte terminale della parete (quella che confina con l'esterno, per internderci). La regolazione della portata (e della temperatura) è fatta stanza per stanza, sistema VAV.
La canalizzazione di mandata passa nel corridoio. La ripresa può avvenire tramite griglie di transito verso il corridoio o, meglio, verso il plenum che si crea nel contro soffitto del corridoio stesso (per evitare trasmissione di rumori, ecc.).
Si evita di portare in giro dell'acqua e di avere controsoffitti con tuibazioni annegate (sempre difficili da gestire: riparazioni, gestione,m trattamento acqua, modifiche, ecc. ecc.). Post-riscaldamento? Elettrico, con film riscaldanti incollati nella parte superiore del cartongesso.
Naturalmente è possibile eseguire l'impianto con soffitti modulari.
Un impianto del genere richiede un'ottima UTA (portata variabile), ma costa decisamente meno, sia di costruzione (anche il 30%) che di gestione (free cooling per migliaia di ore all'anno).
Manutenzione ordinaria? Solo ai filtri dell'aria.
Dove potete vedere questi impianti realizzati ? in molti ospedali europei.
Recuperatori? Sono d'accordo con Ronin. Io preferisco le doppie batterie, anche se hanno 14/16 ranghi. Certo occorre una loro progettazione, senza fidarsi dei fornitori (al massimo mettono batterie a 6 ranghi !): spaziatura alette corretta, geometria adeguata per evitare perdite di carico, alette lisce e non corrugate, ecc. ecc..

[Ronin]

Suggerisco di prendere in considerazione la soluzione

non ho informazioni sull'europa, ma questo genere di "soluzione" nel contesto italiano nel quale normalmente opero sarebbe del tutto impraticabile (dal punto di vista igienico: chi va poi a pulire il plenum-controsoffitto dalla polvere? il reparto da noi non verrebbe mai accreditato, e forse nemmeno autorizzato. e chi pensa di poterlo pulire prima della messa in funzione non ha mai aperto un pannello di controsoffitto in vita sua, già è complicato riuscire a pulire i canali dell'aria perfettamente lisci, immaginiamo una verifica a norme nadca sull'intonaco a vista...).

per tacere dei costi devastanti del post-riscaldo elettrico (ricordiamo che le strutture sanitarie hanno il gas defiscalizzato: riscaldare elettricamente costa almeno 4 volte di più, ed in alcune situazioni, infinite volte di più). anche le doppie batterie sono disastrose dal punto di vista dell'efficienza: per raggiungere realmente il 50% di resa nominale (minimo di legge) occorrono almeno 10-12 ranghi, ma il decadimento di prestazioni non è lineare e in ogni caso sopra i 10-12°C di T esterna non rendono praticamente più nulla; non è difficile convincersi che con una ripartizione dei costi come quella indicata (50 €/MWh termico, 200-250 €/MWh elettrico) a causa del recupero solo invernale rispetto al consumo elettrico stagionale (e per metà stagione a portata doppia!) sono una rimessa invece che un guadagno.

fossimo in sala operatoria, ok, è un obbligo di legge (stupido, ma pur sempre un obbligo), ma in degenza non abbiamo problemi di sterilità e retrocontaminazione: un bel recuperatore a flussi incrociati (che invece ha decadimento lineare) dimensionato al 50% otterrà un bilancio tanto ambientale quanto economico largamente positivo.

viceversa, se la struttura è dotata di impianto di cogenerazione, un'ottima alternativa al sistema aria+pannelli è il tradizionale impianto aria primaria+radiatori (il cui tallone d'achille, ovvero la necessità di elevate quantità di energia per il post-riscaldo estivo, è compensato dal fatto che esso viene soddisfatto dal recupero termico gratuito* del cogeneratore)

*sì, sì, gratuito: l'energia autoprodotta costerebbe meno di quella prelevata dalla rete anche dissipando il calore integralmente (cosa che giustamente non si può più fare: quindi chi ha il cogeneratore deve cercare dei modi di impiegarlo...)

[Esa]

Magari un giorno andiamo a vedrli, questi impianti ...
Costo del post elettrico: facendo tutti i calcoli, conviene elettrico. Si tratta poi di poche ore all'anno e solo quando hai un impianto non a zone intelligentemente suddivise. Normalmente utilizzi una T di mandata corretta per riscaldare o raffreddare. Se devi mandare aria fredda e in alcuni locali devi riscaldare, o è un'eccezione, o hai preso una cantonata progettuiale.
Sui recuperatori.
Io parlavo di almeno 14/16 ranghi, con costruzione e geometria adeguate. Il decadimento non c'è.
Certo, se non consideri il fouling factor e hai una batteria con alette corrugate (e magari anche tubi corrugati ...), allora è un'altra musica.

[Ronin]

il numero di ore di lavoro dei post dipende molto dalla zona climatica (e anche dagli apporti interni, che possono "squilibrare" le zone, ma non dovrebbe essere questo il caso).
qui in pianura padana (per tacere della località marittima dove opero principalmente) in periodo estivo c'è soprattutto umidità che alte temperature, quindi devo più deumidificare che raffrescare, e per deumidificare si deve far calare la temperatura (in uta) sotto il punto di rugiada. poi l'aria è troppo fredda, e non la si può immettere tal quale, e quindi si post-riscalda.
non è un errore progettuale, al contrario: ciò spesso viene imposto anche in condizioni mediamente primaverili perchè i requisiti minimi di aria esterna sono elevati (ad es. le LG ISPESL parlano di 6 vol/h di aria esterna negli ambulatori, all'estero fanno 2 vol/h max dappertutto, anche in sala, e il resto ricircolo: da noi parli di ricircolo e quelli dell'igiene ospedaliera svengono per terra. con i ricambi italiani, e gli elevati tassi di UR in pianura padana, il post-riscaldamento diventa inevitabile per gran parte della stagione).
per carità, se poi hai 1 ambulatorio in mezzo a 20 degenze, su quell'unico squilibrato vai di post elettrico, son d'accordo.

per "decadimento" non intendo quello che intendi tu.
intendo che un recuperatore che ha un'efficienza del 50% alla temperatura nominale (Tambiente=20°C, Testerna=-5°C), con temperature esterne più elevate NON ha più un'efficienza del 50%, ma inferiore. ciò è tipico delle batterie alettate.
un recuperatore a piastre ben costruito rende sempre il 50°(da -5°C a + 15°C); un recuperatore a batterie, anche con un elevato numero di ranghi, rende il 50% a -5°C, ma a +5°C è già sotto il 40%; a 10°C la "resa" è dell'ordine di grandezza dell'errore delle sonde che fanno la misura; con i dT estivi (mediamente da 30-32 a 26°C, quando non siamo proprio in freecooling e la pompa è ferma) le batterie hanno una resa trascurabile, sostanzialmente nulla: ciò significa portarsi dietro 10+ ranghi (16 ranghi? non certo in italia; la differenza tra 12 e 16 ranghi, quanto sarà, il 4%? forse) per 8700 ore l'anno di consumi elettrici (3000 ore delle quali sono a portata estiva), mentre termicamente lavorano per 3000.
alla fine, tra il numero di ore equivalenti, la resa media effettiva, e il rapporto elettrotermico (dei prezzi unitari, cioè) ti trovi caricato il fattore 10 che è suppergiù il COP del recuperatore.

[Esa]

Il postriscaldamento necessario dopo la deumidificazione è sempre con batteria ad acqua, non certo elettrico. Con l'elettrico realizzo proprio il post che è necessario sui singoli locali, per esempio con orientamenti Est/Ovest. Situazioni che dovrebbero essere molto rare se non compio errori grossolani di progettazione. Per questo la VAV. Tieni conto che se devo garantire un minimo di portata potrei anche trovarmi nella condizione di rischiare un eccessivo raffreddamento, se i carichi ipotizzati (luci, persone, ecc.) non sono presenti.
Sul recupero con batteria ho esperienze diverse dalle tue. Batterie con 16 ranghi sono abbastanza normali in CH e D. Tieni conto che la doppia batteria mi consente di recuperare razionalizzando gli ingombri e anche avendo canali di espulsione e aria esterna distanti.

[Ronin]

Il postriscaldamento necessario dopo la deumidificazione è sempre con batteria ad acqua, non certo elettrico.

allora di che parliamo? le nostre uta (così come quelle di tutti i professionisti che conosco) sono realizzate così: unica batteria di preriscaldo (invernale), unica batteria di deumidificazione+raffrescamento (estiva), N batterie di postriscaldo (una per ogni zona di differente esposizione/occupazione). il postriscaldo di cui ho parlato in questo thread è quello di questa configurazione, e riguarda tutte le zone, sempre (anche in inverno, giacchè si lavora con un punto fisso a valle del PRE, es. 18°C, e i POST che coprono la differenza per apporti interni, solari ed esposizione), e copre tutte le situazioni (purchè appunto le zone siano suddivise per esposizione), tranne appunto la situazione per cui uno o più locali abbiano vol/h molto diversi (in tal caso occorre il post localizzato, tipicamente elettrico, ma non per l'esposizione, ma perchè il locale con più vol/h andrebbe in sottoraffreddamento anche rispetto a quelli con identica esposizione).
ribadisco che non si tratta di un errore di progettazione (che altrimenti andrebbe risolto prima di progettare un post localizzato, no?), ma di un situazione tipica della presenza di N locali in mezzo ad altri M con destinazione, e quindi ricambi orari imposti, totalmente diversa e N<<M (es. 1 ambulatorio in mezzo ad N degenze).

dal msg iniziale avevo capito che proponevi un post elettrico distinto per ogni locale (senza post di zona nella uta) in modo da variare portata e temperatura singolarmente; ma ora penso che ci siamo capiti.

Batterie con 16 ranghi sono abbastanza normali in CH e D

non discuto.
si tratta di paesi con clima continentale, in cui le ore dell'anno dove la differenza di temperatura tra dentro è fuori è >10°C sono molte di più che in italia (es. a rimini in zona E sono soltanto 2500, in molte zone della germania superano le 3500), e anche il rapporto tra i costi del MWh termico ed elettrico (fattore chiave: anche solo 5 anni fa, con l'elettricità che costava il 35% in meno e il gas il 40% in più, le cose che avrei scritto sarebbero state completamente differenti) è normalmente molto diverso.
naturalmente è vero che la doppia batteria "copre" più situazioni: in quelle situazioni in cui si è costretti,anche noi le usiamo (alla fine, abbiamo più doppie batterie che recuperatori a piastre); ma anche dove la si usa non ha senso spingere sul numero di ranghi oltre certi limiti (perchè l'efficienza non aumenta linearmente col numero di ranghi, e il costo è sfavorevole: in pratica si raggiunge il minimo di legge, che è già oltre l'optimum economico).

in fin dei conti se consideri 10.000 m3/h d'aria con 20°C interni e 7°C di Tmedia invernale e 50% di resa lineare (ottimistico), hai circa 2.5 kW elettrici (la paghi due volte, una in mandata e una in ripresa, più la pompa di circolazione...) per 8800 ore contro 21 kWt recuperati per 4000 ore. hai un fattore 2,2 dovuto al tempo, e 170/40 dovuto al prezzo iva esclusa (GULP!), quindi nonostante il recuperatore lavori a SCOP=8,4 (supergulp! altro che pompa di calore) risparmi 21 e ci rimetti 2.5*2,2*17/4=23. cvd
non tutte le cose che dal punto di vista energetico sono "abbastanza normali" nel nord europa, sono necessariamente utili anche in italia