Nell’ambito della metrologia legale, mentre la verifica iniziale, detta “prima”, dei contatori di energia termica è regolamentata dalla MID e dalle normative EN 1434, non esiste ancora una procedura tecnica comune a livello europeo relativa alle verifiche successive, dette “verificazioni”, sia in laboratorio che in campo; pertanto, le procedure variano tra i vari Stati membri dell’UE. ISOIL Industria ha preso parte ad una campagna sperimentale finalizzata ad analizzare le principali problematiche metrologiche e la compatibilità tra i risultati delle verifiche successive dei contatori di energia termica effettuate in laboratorio e in campo. Particolare attenzione è stata posta all’affidabilità dei sensori di flusso, come gli ultrasuoni clamp-on, e ai sensori di temperatura.
In prima linea negli studi nell’ambito della metrologia legale
La misurazione e la fatturazione dell’energia termica negli edifici residenziali e commerciali è un tema molto dibattuto tra la comunità degli strumentisti, normatori e Ministeri, poiché coinvolge diversi aspetti tecnici, metrologici e di tutela dei consumatori.
A livello europeo la contabilizzazione individuale del calore per il riscaldamento e il raffrescamento è considerata ormai da anni come una delle soluzioni più efficaci per migliorare l’efficienza energetica degli edifici, poiché favorisce una gestione più consapevole e responsabile dell’energia e la riduzione degli sprechi.
La Direttiva sull’Efficienza Energetica 2012/27/UE (EED) ha imposto l’obbligo per gli edifici alimentati da fonti di riscaldamento centralizzato o serviti da reti di teleriscaldamento/teleraffrescamento di installare sistemi di contabilizzazione individuale per la ripartizione dei costi connessi ai consumi di energia termica.
Con l’aumento dell’adozione dei contatori di energia termica nelle reti di teleriscaldamento e negli edifici dotati di impianti centralizzati, la verifica e la calibrazione di questi strumenti ha assunto importanza crescente e le problematiche operative associate alla verifica di questi contatori pongono sfide che meritano attenzione.
La verifica dei contatori di energia termica (TEM) è un’attività complessa, in quanto coinvolge una catena di misura articolata e richiede l’individuazione di punti di controllo adeguati, che tengano conto sia dei parametri di portata sia della differenza di temperatura. ISOIL Industria ha preso parte ad una campagna sperimentale volta ad analizzare le principali problematiche metrologiche e la compatibilità tra i risultati delle verifiche successive dei contatori di energia termica effettuate sia in laboratorio (con metodi gravimetrici e volumetrici) che sul campo (con metodi a comparazione, tramite Master Meter).
Verifiche successive dei contatori di energia termica: difficoltà e soluzioni
I contatori di energia termica (TEM) devono rispettare determinati requisiti metrologici, con errori e incertezze di misura che non superino i limiti massimi consentiti (MPE).
La MID stabilisce regole precise per la verifica prima di questi contatori, ma lascia agli Stati membri dell’UE la responsabilità di regolare le verifiche successive e verificazioni periodiche, seguendo eventuali norme già in vigore.
Inoltre, né le norme tecniche armonizzate (come la EN 1434 ) né le raccomandazioni di metrologia legale (come l’OIML R75) stabiliscono requisiti specifici per la verifica successiva dei TEM, se non indicando, in generale, un limite di errore massimo per i dispositivi in servizio.
In linea teorica, i contatori master per la misurazione del flusso possono essere utilizzati per eseguire verifiche efficaci sul campo, a condizione che l’impianto sia progettato e configurato per consentire l’installazione conforme alle specifiche tecniche del costruttore, prevendendo stacchi e pozzetti idonei per la misura campione e tuttavia, nella pratica, tali condizioni di installazione risultano ancora poco diffuse.
Per le attività di verifica in campo, il contatore master più idoneo risulta essere il misuratore di flusso ad ultrasuoni clamp-on, grazie alla sua capacità di effettuare misurazioni senza interrompere il flusso.
Nonostante ciò, i dispositivi clamp-on sono particolarmente sensibili alle variazioni di portata e di temperatura, fattori che possono introdurre errori sistematici significativi.
Inoltre, l’incertezza associata alla conoscenza precisa delle caratteristiche geometriche della tubazione – quali diametro interno ed esterno, nonché spessore della parete – rappresenta un ulteriore elemento critico nella determinazione dell’accuratezza delle misure sul campo.
Alla luce di queste considerazioni, l’utilizzo di misuratori clamp-on per verifiche in campo deve essere attentamente valutato e solo attraverso un’analisi rigorosa di tutte le variabili in gioco è possibile contenere l’incertezza complessiva della misura entro il margine accettabile.
I risultati della campagna sperimentale
Se in laboratorio le verifiche risultano semplici grazie al controllo accurato delle condizioni di prova e all’impiego di strumenti di misura altamente affidabili, di contro la verifica viene effettuata sulla strumentazione e non sulla misura in sé, nelle applicazioni sul campo, la variabilità delle condizioni operative — quali il tipo di tubazione, le dimensioni e il materiale del sistema di misura — può incidere in modo significativo sull’accuratezza dei risultati.
Inoltre, la presenza di disturbi nel profilo di flusso e le fluttuazioni della temperatura rendono necessaria una calibrazione più rigorosa degli strumenti di misura.
La campagna sperimentale a cui abbiamo preso parte ha approfondito queste criticità e ha previsto prove sia in laboratorio sia in condizioni operative reali.
L’obiettivo principale della campagna sperimentale è stato quello di valutare l’impatto di tali fattori sull’accuratezza delle misurazioni e di verificare la possibilità di ottenere risultati affidabili anche in applicazioni sul campo.
Durante le attività sperimentali sono stati utilizzati sensori a ultrasuoni clamp-on, scelti per la loro facilità di installazione e per la possibilità di operare senza modifiche strutturali all’impianto.
Dai risultati è emerso che i sensori a ultrasuoni clamp-on, che si sono comportati in modo eccellente in laboratorio, hanno mostrato significativi errori sul campo, soprattutto in condizioni di bassa portata e con grandi differenze di temperatura del fluido. L’errore trovato è attribuito soprattutto alla difficoltà di misurare correttamente la portata in condizioni di installazione non ideali, come tubi con caratteristiche dimensionali diverse da quelle previste.
Un altro aspetto critico che ha influenzato i risultati dei test sul campo è stato la difficoltà di calibrazione dei sensori di temperatura.
Per migliorare la precisione delle verifiche sul campo, è necessario un approccio più integrato che consideri le caratteristiche specifiche degli impianti e le condizioni operative ed è fondamentale adottare metodi di calibrazione avanzati e strumenti di misurazione che siano meno influenzati dalle condizioni ambientali.
Inoltre, una maggiore uniformità nelle normative e nelle linee guida per la verifica successiva dei TEM a livello europeo sarebbe utile per garantire che tutte le verifiche siano condotte con gli stessi standard, riducendo le discrepanze tra i risultati ottenuti nei vari Stati membri.
Per garantire che i contatori di energia termica continuino a funzionare correttamente nel tempo, occorre quindi sviluppare procedure di verifica più precise e standardizzate, migliorando la calibrazione e la qualità degli strumenti di misurazione: solo così sarà possibile ottimizzare l’efficienza energetica negli edifici e raggiungere gli obiettivi di sostenibilità energetica prefissati dall’Unione Europea.
Per qualsiasi informazione o consulenza su strumenti e soluzioni inerenti l’energia termica non esitate a contattare i nostri specialisti tecnico/commerciali sempre a disposizione.