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SECONDA CONFERENZA NAZIONALE SULLE FONTI RINNOVABILI TERMICHE
SECONDA CONFERENZA NAZIONALE SULLE FONTI RINNOVABILI TERMICHE
“Applicazioni emblematiche di sistemi aerotermici, idrotermici e geotermici ad alta efficienza
energetica tramite pompe di calore”
Roma, 19 aprile 2011
Dott. Fernando Pettorossi
Associazione Co.Aer
“APPLICAZIONI EMBLEMATICHE DI SISTEMI AEROTERMICI, IDROTERMICI E GEOTERMICI AD ALTA
EFFICIENZA ENERGETICA TRAMITE POMPE DI CALORE”
“APPLICAZIONI EMBLEMATICHE DI SISTEMI AEROTERMICI, IDROTERMICI E GEOTERMICI AD ALTA
EFFICIENZA ENERGETICA TRAMITE POMPE DI CALORE”
LA REALE TUTELA DELL’AMBIENTE COMPORTA INEVITABILMENTE
L’ELIMINAZIONE DEGLI SPRECHI ENERGETICI E L’UTILIZZO DI
TECNOLOGIE CHE CONSENTONO LA PIU’ AMPIA DIFFUSIONE POSSIBILE DI
IMPIEGO DELLE RINNOVABILI
MARE
ACQUE SUPERFICIALI(laghi, fiumi)
FALDE ACQUIFERE
TERRENO
ARIA
ARIA
CONTENUTO ENERGETICOALLA FONTE
COSTRUZIONEIMPIANTO DIESTRAZIONE ESTRAZIONE
TRASPORTO RAFFINAZIONE DISTRIBUZIONE
CONTENUTOALLA PRODUZIONE
INVESTIMENTOIMPIANTOGENERAZIONE
CONTENUTOALLA PRODUZIONE
GENERAZIONEELETTRICA
CALOREDI SCARICO(CARNOT)
ELETTRICITA’ ENERGIAALL’UTENZA
DISTRIBUZIONE
ENERGIA SPESA NEL CICLO DI VITA DEL COMBUSTIBILE ENERGIA SPESA NEL CICLO DI VITA DEL COMBUSTIBILE
CONTENUTOALLA PRODUZIONECONTENUTOALLA PRODUZIONE
Fonte CNR
CASE-HISTORY 1Ex IPAI di VERCELLI (Italia) - Sistema integrato
geotermico, fotovoltaico e solare termico con accumulo (240 kW_anno 2010)
CASE-HISTORY 1Ex IPAI di VERCELLI (Italia) - Sistema integrato
geotermico, fotovoltaico e solare termico con accumulo (240 kW_anno 2010)
Ex IPAI VERCELLI: il sistema della centrale termica
T Indisturbata
T con prelievoT Indisturbata
T con prelievo
14 °C 14 °C
1 °C1 °C
120 m
3 m
10 °C 13°C 0,7°C 2°CSonde verticali
n. 24 pozzi
19 m44 conv. Ø 0,8
Sonde orizzontalin. 62 trincee
CONFRONTO TRA SOLUZIONI: VERTICALE - ORIZZONTALE
EX IPAI VERCELLI: ANDAMENTO GIORNALIERO DELLE TEMPERATURE DELL’ ACCUMULO
NELLE DUE ALTERNATIVE
0
1
2
3
4
5
6
7
8
2,5 5 7,5 1012,5 15
17,5 2022,5 25
27,5 30
Thermal sink temperature °C
COP
0
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2,5 5 7,5 1012,5 15
17,5 2022,5 25
27,5 30
Thermal sink temperature °C
COP
SUPPLY TEMP. 50 °C(fan coil)
SUPPLY TEMP. 45 °C(fan coil)
SUPPLY TEMP. 35°C(wall panel)(wall panel)
SUPPLY TEMP. 15 °C(wall panel)
SUPPLY TEMP. 18°C(wall panel)
SUPPLY TEMP. 7 °C(fan coil)
SUPPLY TEMP. 7 °C(fan coil)
HEATING MODE COOLING MODE
5,1
3,2
EX IPAI VERCELLI: PRESTAZIONI DELLE POMPE DI CALORE NELLE DUE ALTERNATIVE
EER
EX IPAI VERCELLI: LE SONDE ORIZZONTALI DI CAPTAZIONE GEOTERMICA
EX IPAI VERCELLI: LE SONDE ORIZZONTALI DI CAPTAZIONE GEOTERMICA
TAV. 8 /REV TAV. 8 /REV DISPOSIZIONE CAMPO GEOTERMICO
26 trincee passo
3 m
39 m
66 m
14 m
22 trincee passo
3 m
15 trincee passo
3 m
EX IPAI VERCELLI: CAMPO GEOTERMICO
KWh/m2
x100 m2 (η = 0,6) : ~ 90.000 KWh/anno(pari ad 83% fabbisogno a.s.)
KWhEL /KWpx 9 KWp : ~ 10.000 KWh/anno
CONTRIBUTO SOLARE TERMICO CONTRIBUTO SOLARE FOTOVOLTAICO
EX IPAI VERCELLI: CONTRIBUTI DI ENERGIA SOLARE
INV Inverter
PG Schiera prelievi Geotermici
PC1/2 Pompe di calore
RE1 Resistenze Elettriche Ausiliarie
SG Scambiatore fluido geotermico
SMC Sistema di monitoraggio e controllo
SS Scambiatore fluido solare
SSC Sistema elettrico Scambio sul Posto
ST Collettori solari termici
SD Scambiatore desurriscaldatore
S0 Scambiatore solare boiler
SZ Sezionatore manuale
T Mizura di temperatura
TL1/2 Sezionatori telecomandati
TR Trasformatore
V31/2/3 Valvole azionate a tre via
V1 Valvole di intercettazione azionate
AER Aerotermo
RETE
INV
FV
TR
PG
EV DES CON
PC1
SMC
RE1
ACC
SG SS V33
V1
ACC Accumulo Termico
BO Boilitore Acqua Sanitaria
CON Condensatore Pompa di Calore
CG Collettore serpentine geotermiche
CS Collettore pannelli solari termici
RETE Cabina di trasformazione elettrica
DES Desurriscaldatore Pompa di calore
EV Evaporatore Pompa di calore
FV Schiera Pannelli Fotovoltaici
GP1/2/3/4 Gruppi pompe
GP2
GP1
ST
V33
GP3
TL1TL2
SZLEGENDA
EVCON
PC2BO
SO
SD
V31
V31
SSC
CG
CG
CS CS
V32
V32
GP1
T
ΔT
AER
FLUIDI
FORZA MOTRICE
SEGNALE
COMANDO
T
EX IPAI VERCELLI: GESTIONE AUTOMATICA DEI FLUSSI DI ENERGIA
ACQUEGRIGE
EX IPAI VERCELLI : I RISPARMI ENERGETICI PREVISTI
ConvenzionaleEquival.
Sistemaattuale
Confronto
Consumo termico (KWhter /a)
1.170.000 0
Consumo elettrico (KWhel /a)
15.000 87.700
Costi esercizio (€/a) 96.600 17.540
Δ esercizio (€/a) 79.060
Costo investimento (€) 208.000 605.590
Δ investimento (€) 397.590
EX IPAI VERCELLI: I RISPARMI ECONOMICI PREVISTI
NOTE: Costo energia termica 0,08 €/KWhter
Costo energia elettrica 0,2 €/Kwhel
I costi di investimento comprendono i sistemi solari in entrambi i casi
L’edificio:
• Abitazione singola e isolata
• Anno di costruzione 1976
• Località: Pontelongo (PD)
• Superficie=230 m2: 2 piani
• 2 bagni con doccia
• Impianto a termosifoni
• Occupazione normale 3
persone
CASE-HISTORY 2Ristrutturazione e intervento su impianto esistente
CASE-HISTORY 2Ristrutturazione e intervento su impianto esistente
La ristrutturazione prevedeva:
• Realizzazione del cappotto esterno
• Isolamento tetto
• Sostituzione degli infissi
• Sostituzione della vecchia caldaia
Inoltre…
La proprietà richiedeva l’installazione di un sistema di
condizionamento estivo
RISTRUTTURAZIONE: INTERVENTO SU IMPIANTO ESISTENTE
Software utilizzato:
Per la valutazione dei carichi termici e la della
classe energetica dell’edificio si è utilizzato
DOCET, software sviluppato da ITC, CNR ed
ENEA.
I calcoli sono stati effettuati secondo la UNI
TS 11300
RISTRUTTURAZIONE: INTERVENTO SU IMPIANTO ESISTENTE
Valutazione dei fabbisogni di SOLO RISCALDAMENTO
RISTRUTTURAZIONE: INTERVENTO SU IMPIANTO ESISTENTE
Valutazione dei fabbisogni di ACQUA CALDA SANITARIA
RISTRUTTURAZIONE: INTERVENTO SU IMPIANTO ESISTENTE
Soluzione proposta e adottata dal progettista: sistema a pompa di calore:
Questa tipologia di pompa di calore è in grado di produrre acqua calda fino a 65°C e di funzionare fino a -20°C di aria esterna
RISTRUTTURAZIONE: INTERVENTO SU IMPIANTO ESISTENTE
VANTAGGI:• Impianto di condizionamento
realizzato con unità ad acqua
• Unica unità per riscaldamento,
condizionamento e ACS
• Massimo risparmio energetico
La soluzione con pompa di calore
RISTRUTTURAZIONE: INTERVENTO SU IMPIANTO ESISTENTE
Nuova classificazione energeticaL’utilizzo della pompa di calore ha inoltre permesso di aumentarela classe di efficienza energetica dell’edificio
RISTRUTTURAZIONE: INTERVENTO SU IMPIANTO ESISTENTE
RISTRUTTURAZIONE: INTERVENTO SU IMPIANTO ESISTENTE
21.400
Doppio contatore: D2 + BTA (3+10kW) PdC con COP m.a.=3,2
Caldaia con η=90%
RISTRUTTURAZIONE: INTERVENTO SU IMPIANTO ESISTENTE
21.400
Risparmio di costi esercizio dell’impianto di riscaldamento
572 €/anno pari al 30%
L’edificio• Abitazione singola e isolata• Anno di costruzione 2008• Località: Strà (PD)• Superficie: 320 m2 su due piani• 4 bagni con doccia e vasca• Impianto radiante a pavimento
riscaldamento e raffrescamento• Impianto di deumidifica• Occupazione normale 4 persone
CASE-HISTORY 3Realizzazione nuovo impianto
CASE-HISTORY 3Realizzazione nuovo impianto
La richiesta della committenza:impianto ad alta efficienza, adatto per essere integrato ad un futuro impianto fotovoltaico, per riscaldamento, condizionamento e produzione ACS con classe energetica elevata
Dai calcoli risulta che per …
• Superficie netta: 282m2
• Volume lordo riscaldato: 1.071m3
• Volume netto riscaldato: 750m3
…………il fabbisogno di energia termica sarà di……..
• Per il riscaldamento: 15.500 kWh/anno
• Per la produzione di 4.800 kWh/anno
PER UN TOTALE DI 19.800 kWh/anno 19.800 kWh/anno
di energia termica
REALIZZAZIONE NUOVO IMPIANTO
Classificazione energetica dell’edificioCon impianto a pompa di calore l’edificio è risultato esserein classe energetica B
REALIZZAZIONE NUOVO IMPIANTO
La soluzione proposta e adottata dal progettista: sistema a pompa di calore
Questa tipologia di pompa di calore è in grado di produrre acqua calda fino a 60°C e di funzionare fino a -15°C di aria esterna
REALIZZAZIONE NUOVO IMPIANTO
REALIZZAZIONE NUOVO IMPIANTO
La soluzione con pompa di calore
VANTAGGI:• Unica unità per riscaldamento,
condizionamento e ACS
• Recupero totale estivo
dell’energia di condensazione
• Massimo risparmio energetico
REALIZZAZIONE NUOVO IMPIANTO
Doppio contatore: D2 + BTA (3+10kW) PdC con COP m.a.=3,7Caldaia con η=105%
19.800
REALIZZAZIONE NUOVO IMPIANTO
19.800
Risparmio di costi esercizio dell’impianto di
riscaldamento490€/anno pari al -31%