Sessione4-Ghisleni

8/19/2019 Sessione4-Ghisleni

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Gli aspetti costruttivi e lecaratteristiche delle pompe di

calore

Massimo Ghisleni Project Application Manager – Robur S.p.A.

Ferrara, 24 settembre 2009 GHS


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GLI ASPETTI COSTRUTTIVI E LE CARATTERISTICHE DELLE POMPE DI CALORE

[email protected] Massimo Ghisleni

DEFINIZIONE SECONDO UNI 10348

La “vecchia” norma UNI 10348 distingue le pompe di calorein funzione del tipo di energia utilizzata per il lorofunzionamento.

Pompe di calore a compressione di vapore azionatemediante energia elettrica .

Pompe di calore azionate mediante energia chimica : a) a

compressione di vapore e motore endotermico; b) adassorbimento


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POMPE DI CALORE A COMPRESSIONE DI VAPORE

Pompe di calore elettriche aria acqua

Pompe di calore elettriche acqua-acqua

Pompe di calore elettriche geotermiche


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POMPE DI CALORE A MOTORE ENDOTERMICO


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POMPE DI CALORE AD ASSORBIMENTO


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GAHP vs PDC

condenser

evaporator

HEAT

HEAT

HIGHPRESSURE

LOWPRESSURE

COMPRESSORELECTRICITY

COMPRESSION HEAT PUMP

Prelievo energeticoda fonte rinnovabile

generator

absorber

PUMP

HEAT

GAS

ABSORPTION HEAT PUMP

EFFETTO UTILEENERGIA PRIM.


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macchina

termica

T2

T1


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PdC A COMPRESSIONE DI VAPORE ELETTRICHE


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RESA TERMICA PdC ARIA-ACQUA ELETTRICHE


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CONSUMO PdC ARIA- ACQUA ELETTRICHE


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SITUAZIONE DI GELO SULLA BATTERIA

Ciclo di defrosting effettuato mediante inversione di ciclo.


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PROBLEMATICA PRINCIPALE

L’efficienza delle P.d.C. diminuisce sensibilmentealle basse temperature invernali dell’aria.


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RESA TERMICA PdC GEOTERMICHE ELETTRICHE


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CONSUMO PdC GEOTERMICHE ELETTRICHE


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ELEVATE PRESTAZIONI INVERNALI

L’efficienza delle P.d.C. si mantiene elevata anchein inverno grazie alla sorgente: il terreno.


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POMPE DI CALORE AD ASSORBIMENTO

Pompe di calore GAHP aria acqua

Pompe di calore GAHP acqua-acqua

Pompe di calore GAHP geotermiche


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IL CIRCUITO FRIGORIFERO DELLA MACCHINA


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EFFICIENZA GUE (EN 12309-2) GAHP ARIA-ACQUA

G.U.E. = -5E-06Ta 3 - 0,0004Ta 2 + 0,0152Ta + 1,5704R2 = 0,9866

0,50

0,70

0,90

1,10

1,30

1,50

1,70

1,90

2,10

2,30

2,50

-20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20

Temperatura aria esterna - °C

E f f i c i e n z a u

t i l i z z o

d e

l g a s -

G . U . E .

La temperatura della sorgente influisce poco sulle prestazioni


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EFFICIENZA GUE (EN 12309-2) GAHP GEOTERMICA

G.U.E. = -2E-16Tcr 3 - 0,002Tcr 2 + 0,0108Tcr + 1,6861

R2

= 0,983

0,50

0,70

0,90

1,10

1,30

1,50

1,70

1,90

2,10

2,30

2,50

-5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5

Temperatura ritorno sonde - °C

E f f i c i e n z a u t

i l i z z o

d e

l g a s -

G . U . E .

La temperatura della sorgente influisce poco sulle prestazioni


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POMPE DI CALORE: CONFRONTI ECONSIDERAZIONI


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1°CONFRONTO ALL’ENERGIA PRIMARIA

0,80

1,00

1,20

1,40

1,60

1,80

2,00

35° 40° 45° 50° 55° 60° 65°

Gradi di la titudine nord

E f f i c i e n z a e n e r g

i a p r i m a r i a

Efficienza PdC aria-acqua ad assorbimentoEfficienza PdC geotermica ad assorbimentoEfficienza PdC aria-acqua elettrica

OsloBerlinoMilanoPalermo


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2°CONFRONTO ALL’ENERGIA PRIMARIA

0,80

1,00

1,20

1,40

1,60

1,80

2,00

35° 40° 45° 50° 55° 60° 65°

Gradi di latitudine nord

E f f i c i e n z a e n e r g

i a p r i m a r i a

Efficienza PdC geotermica ad assorbimentoEfficienza PdC aria-acqua elettrica

Efficienza PdC geotermica elettrica

OsloBerlinoMilanoPalermo


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CARATTERISTICHE PdC ELETTRICHE

Prestazioni energetiche invernali ed estive paragonabili: ilCOP nominale generalmente è poco differente dal EER.

Pompe di calore elettriche aria-acqua in regime invernalefortemente influenzate dalla temperatura dell’aria esterna.

Ottime prestazioni invernali delle PdC acqua-acqua seabbinate a sistemi di scambio geotermico.


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ZERO CONSUMI E ZERO EMISSIONI?

+Geotermia e pdc elettriche Solare fotovoltaico


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CARATTERISTICHE PdC AD ASSORBIMENTOPrestazioni energetiche invernali ed estive differenti: elevateefficienze all’energia primaria in inverno, meno elevate in

estate.

Prestazioni energetiche delle GAHP aria-acqua molto similialle prestazioni energetiche delle geotermiche.

Le pompe di calore geotermiche ad assorbimentoabbisognano di un minore sviluppo di sonde geotermiche.

In caso di prevalenza di esigenze in riscaldamento le pdc adassorbimento consentono un ottimo bilanciamento tra costiiniziali e risultato energetico ottenibile.


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COSTI DI REALIZZAZIONE DEL IMPIANTO

GAHP-W LB fornendo una potenza termica 37,7 kWSCAMBIA CON IL TERRENO 12,4 kW termici

P.d.c. elettrica fornendo una potenza termica 38 kWSCAMBIA CON IL TERRENO 27,1 kW termici


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27,1 – 12,4 = 14,7 kW in meno da “estrarre”14700 W ÷ 60 W/m = 245 m in meno di sonde

245 m x 55 €/m = 13.475,00 € risparmiati

COSTI DI REALIZZAZIONE DEL IMPIANTO



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0

102030

40

5060

7080

90100

110

120

130140150

160

October November December January Febtuary March April

H e a

t i n g

L o a

d

POMPA DI CALORE GEOTERMICA

Caldaia

Caldaia

OTTIMIZZAZIONE E BILANCIAMENTO COSTI



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OTTIMIZZAZIONE E BILANCIAMENTO COSTI

Quando è necessario sopperire a carichi frigoriferipreponderanti, è possibile abbinare agevolmente macchine adassorbimento geotermiche con refrigeratori aria-acqua elettrici.L’ASSORBIMENTO E’ FACILMENTE INTEGRABILE



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POMPE DI CALORE & ENERGIE RINNOVABILI

E’ possibile ampliare il mercato delle energie rinnovabilimediante l’impiego delle moderne pompe di calore?



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24%

100%

43%

33%

FLUSSO GEOTERMICO

IRR. SOLAREALBEDO



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Direttiva 2009/28/CE del Parlamento

e del Consiglio Europeo 23 aprile 2009 Gazzetta ufficiale dell UE 5 giugno 2009

Le pompe di calore sono quindistate formalmente inserite fra leapparecchiature ad

energia rinnovabile


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CONDIZIONE PER ASSEVERARE LARINNOVABILITA’

η

115,1 ⋅>SPF

η – Rapporto tra la produzione totale lorda di energia

elettrica e il consumo di energia primarianecessario alla sua produzione.



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EFFETTI CONCRETI SULLA RIDUZIONE DEICONSUMI PRIMARI DI ENERGIA

POMPE DI CALORE: UNA RISORSA PER LO

SVILUPPO ECOCOMPATIBILE

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

1,40

1,60

Ottobre Novembre Dicembre Gennaio Febbraio Marzo Aprile

C o n s u m

i c o m

b u s

t i b i l e

f o s s

i l e

[ t e p ]

Caldaia vecchia a gasolio

Caldaia a condensazione

Pdc elettrica geotermica

P.d.c. assorbimento geotermica



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LE POMPE DI CALORE CONSENTONO DI:

Ridurre in modo sensibile e concreto il fabbisogno di energia

primaria per gli impianti di climatizzazione. Ottenere quindiclassi energetiche elevate in fase di certificazione.

Utilizzare fonti rinnovabili d’energia fino ad ora poco sfruttate.Si configurano quindi come strumenti fondamentali per ilraggiungimento degli obiettivi energetici e ambientali delnostro paese.

Ottenere considerevoli risparmi economici annuali nellagestione energetica degli impianti.



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GRAZIE PER L’ATTENZIONE

[email protected]

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