Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile

GIORNATA STUDIO KLOBEN

IMPIANTO SI SOLAR HEATING AND COOLING EDIFICIO F92 La filosofia dell’impianto

I risultati sperimentali del monitoraggio

C.R. ENEA di CASACCIA, 15 gennaio 2013

Referente scientifico:

Ing. Andrea Calabrese andrea.calabrese@enea.it

www.climatizzazioneconfontirinnovabili.enea.it

“Utilizzo dell’energia solare per la climatizzazione degli ambienti”

Impianto di Solar heating and cooling innovativo a servizio dell’Edificio F92 C.R. ENEA di Casaccia

CASO STUDIO:

https://maps.google.it/maps/ms?gl=it&ie=UTF8&oe=UTF8&msa=0&msid=103631601450429953584.00047466407d1fa933f1a

Riscaldare con il sole…

A) Il solar heating:

PERIODO INVERNALE: il riscaldamento degli ambienti è realizzato mediante pannelli radianti a pavimento, alimentati a bassa temperatura per massimizzare l’utilizzo dell’energia termica fornita dal sole

“Utilizzo dell’energia solare per la climatizzazione degli ambienti”

Riscaldare con il sole…utilizzando sistemi radianti:

A) Il solar heating:

La norma UNI EN 1264-2 stabilisce un limite fisiologico alla temperatura massima del pavimento in relazione al tipo

di locale:

Range Tmandata pannelli: 40 – 50 °C

DTmassimo circuito pannelli: 20°C

“Utilizzo dell’energia solare per la climatizzazione degli ambienti”

Componenti Principali d’impianto:

A) Il solar heating:

Pannelli solari a tubi evacuati:

Dati tecnici: -Superficie singolo pannello = 3,75 [m2]; -Superficie campo solare = 56 [m2]; -Potenza singolo pannello*=2.377 [W] -Potenza termicamedia ≈ 25 [kWth].

“Utilizzo dell’energia solare per la climatizzazione degli ambienti”

(G*=1000 W/m2, EN 12975). Sono dotati di sistema di captazione di luce diretta e diffusa a geometria CPC (Compound Parabolic Concentrator)

Componenti Principali d’impianto:

A) Il solar heating:

Dry cooler:

Dati tecnici: -P estate dissipata = 36 [kW]; -Pelettrica = 0,2 [kW]; -Qaria = 3200 [m3/h]; -Volume 30 dm3;

Caldaia di integrazione:

Dati tecnici: -Potenza termica utile = 43,9 [kW]; -Pmax esercizio = 4 [bar].

“Utilizzo dell’energia solare per la climatizzazione degli ambienti”

Componenti Principali d’impianto:

A) Il solar heating:

Scambiatore a piastre campo solare e caldaia di integrazione:

Dati tecnici: -P = 50 [kW]; -Superficie di scambio termico = 0,9 [m2].

Serbatoio di accumulo caldo:

Dati tecnici: - capacità 1500 L;

“Utilizzo dell’energia solare per la climatizzazione degli ambienti”

FE01

FE07

FE03

FE02

Campo solare

Accumulo Caldaia

Richiesta Edificio

CAMPAGNA DI MONITORAGGIO INVERNALE:

A) Il solar heating:

“Utilizzo dell’energia solare per la climatizzazione degli ambienti”

Dati di monitoraggio invernali: 09 FEBBRAIO – 15 APRILE 2012

A) Il solar heating:

9 - 17 Febbraio 2012: Funzionamento impianto di tipo CONTINUO 19 Febbraio 2012 - 15 Aprile 2012: Funzionamento impianto di tipo INTERMITTENTE (dalle ore 7.00 alle ore 17.00)

“Utilizzo dell’energia solare per la climatizzazione degli ambienti”

Dati di monitoraggio invernali: 09 Febbraio -15 Aprile 2012

A) Il solar heating:

“Utilizzo dell’energia solare per la climatizzazione degli ambienti”

Dati di monitoraggio invernali: 09 FEBBRAIO – 15 APRILE 2012

A) Il solar heating:

FE01 FE02

(Utili) = 4.532,00 kWh ALL’ EDIFICIO: da campo solare

6.576,00 kWh 7.032,00 kWh

9 - 17 Febbraio 2012: Funzionamento impianto di tipo CONTINUO 19 Febbraio 2012 - 15 Aprile 2012: Funzionamento impianto di tipo INTERMITTENTE (dalle ore 7.00 alle ore 17.00)

20.445,00 kWh

38°

= 3.628,00 kWh ALL’ EDIFICIO: da caldaia

“Utilizzo dell’energia solare per la climatizzazione degli ambienti”

Dati di monitoraggio invernali: 09 FEBBRAIO – 15 APRILE 2012

A) Il solar heating: comfort ambientale assicurato

9 - 17 Febbraio 2012: Funzionamento impianto di tipo CONTINUO 19 Febbraio 2012 - 15 Aprile 2012: Funzionamento impianto di tipo INTERMITTENTE (dalle ore 7.00 alle ore 17.00)

“Utilizzo dell’energia solare per la climatizzazione degli ambienti”

SET POINT

9 - 17 Febbraio: setpoint

ambiente fissato a Tmin = 19°C e Tmax = 21°C

19 Febbraio -

15 Aprile 2012: setpoint

ambiente fissato a Tmin = 18°C e Tmax = 20°C

Nota: set TA01 Tmin = 14°C e Tmax = 16°C

Impianti di solar cooling con gruppo frigo ad assorbimento

B) Il solar cooling:

PERIODO ESTIVO: coincidenza del picco di richiesta di energia frigorifera con il periodo di massima disponibilità di energia solare.

“Utilizzo dell’energia solare per la climatizzazione degli ambienti”

CAMPAGNA DI MONITORAGGIO ESTIVA:

B) Il solar cooling:

“Utilizzo dell’energia solare per la climatizzazione degli ambienti”

Componenti Principali d’impianto:

B) Il solar cooling:

Gruppo frigo ad assorbimento (acqua – bromuro di litio):

Dati tecnici: - Potenza frigorifera =18 [kWf]; - Potenza termica in =25 [kWt];

Serbatoio di accumulo acqua refrigerata:

Dati tecnici: - capacità 1000 L;

Torre Evaporativa:

Dati tecnici: -Potenzialità = 43 [kW] (Tbu=25,6[°C]; TH2O in=35[°C]; TH2O out=30 [°C]); -Portata aria = 7.500,0 [m3/h]; -Portata acqua = 7.400,0 [l/h]

“Utilizzo dell’energia solare per la climatizzazione degli ambienti”

Schema di funzionamento gruppo frigo ad assorbimento acqua – bromuro di litio

Potenza elettrica assorbita: 48 [W]

Temperatura [°C]

T Heat Medium Inlet 88

T Heat Medium Outlet 83

Chilled Water Inlet 12,5

Chilled Water Outlet 7

Cooling Water Inlet 31

Cooling Water Outlet 35

http://93.62.214.32/~serveruc/maya/modules/prodacqua/animazione_ciclo.html

B) Il solar cooling:

“Utilizzo dell’energia solare per la climatizzazione degli ambienti”

FE01

FE07

FE03 FE02

FE04 FE05

FE06

Richiesta Edificio

Energia frigo out

Energia termica in

CAMPAGNA DI MONITORAGGIO ESTIVA: B) Il solar cooling:

“Utilizzo dell’energia solare per la climatizzazione degli ambienti”

Dati di monitoraggio estivo: 01 Giugno - 15 Settembre 2012

B) Il solar cooling:

“Utilizzo dell’energia solare per la climatizzazione degli ambienti”

ENERGIA IN INGRESSO ASSORBITORE

B) Il solar cooling:

Dati di monitoraggio estivo: 01 GIUGNO – 15 SETTEMBRE 2012

ENERGIA TERMICA FORNITA DA CAMPO SOLARE: - FE05 SOLARE = 8.909 [kWh];

ENERGIA TERMICA FORNITA DA CALDAIA INTEGRATIVA: - FE03 =4.657 [kWh];

13.566 kWh

4.657 kWh

“Utilizzo dell’energia solare per la climatizzazione degli ambienti”

B) Il solar cooling:

Dati di monitoraggio estivo: 01 GIUGNO – 15 SETTEMBRE 2012

22.781 kWh

13.566 kWh

8.031 kWh

COEFFICIENT OF PERFORMANCE (COP) reale medio in funzionamento : 0,59 (01 GIUGNO – 15 SETTEMBRE 2012)

“Utilizzo dell’energia solare per la climatizzazione degli ambienti”

B) Il solar cooling:

Dati di monitoraggio estivo: 01 GIUGNO – 15 SETTEMBRE 2012

01 GIUGNO – 15 SETTEMBRE: Funzionamento impianto di tipo INTERMITTENTE (dalle ore 09:00 alle ore 19:00)

“Utilizzo dell’energia solare per la climatizzazione degli ambienti”

B) Il solar cooling:

FE01 FE02

(Utili) = 8.909,00 kWh ALL’ ASSORBITORE: da campo solare

12.814,00 kWh

13.698,00 kWh

01 GIUGNO – 15 SETTEMBRE: Funzionamento impianto di tipo INTERMITTENTE (dalle ore 09:00 alle ore 19:00)

40.304,00 kWh

38°

= 4.657,00 kWh ALL’ ASSORBITORE: da caldaia

Dati di monitoraggio estivo: 01 GIUGNO – 15 SETTEMBRE 2012

“Utilizzo dell’energia solare per la climatizzazione degli ambienti”

Dati di monitoraggio estivi: 01 GIUGNO – 15 SETTEMBRE 2012

B) Il solar cooling: comfort ambientale assicurato

“Utilizzo dell’energia solare per la climatizzazione degli ambienti”

SET POINT

01 Giugno - 15 Settembre 2012:

setpoint ambiente fissato a Tmin = 22°C e

Tmax = 24°C

Nota: TA01 non controllata

01 GIUGNO – 15 SETTEMBRE: Funzionamento impianto di tipo INTERMITTENTE (dalle ore 09:00 alle ore 19:00)

T esterna media (09:00 – 19:00)

03/09/2012: 24°C 04/09/2012: 19°C 05/09/2012: 24°C 06/09/2012: 28°C 07/09/2012: 29°C 08/09/2012: 29°C 09/09/2012: 28°C 10/09/2012: 28°C

\

T esterna media (09:00 – 19:00)

21/07/2012: 31°C 22/07/2012: 29°C 23/07/2012: 25°C 24/07/2012: 27°C 25/07/2012: 30°C 26/07/2012: 32°C

FERMO IMPIANTO PER

MANUTENZIONE:

21/08/2012 22/08/2012 23/08/2012 26/08/2012

CONTROLLO E GESTIONE DELL’IMPIANTO: BX EINSTEIN

“Utilizzo dell’energia solare per la climatizzazione degli ambienti”

Grazie per l’attenzione

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“Climatizzazione con fonti rinnovabili”

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