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

1

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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%