Sistemi energetici sostenibili Sfruttamento del terreno come fonte di riscaldamento/raffrescamento...
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Sistemi energetici sostenibili
Sfruttamento del terreno come fonte di riscaldamento/raffrescamento degli edifici.
Paolo Calcaterra
TEMPERATURA GLOBALE IN CONTINUO AUMENTO
Nel 1998 la temperatura media dell’atmosfera sulla superficie della Terra si è drasticamente alzata al nuovo valore di 14.57°C
CONCENTRAZIONE DI CO2 NELL’ATMOSFERA TERRESTRE DALL’ANNO 1000 A OGGI (ppm)
Gli scienziati ritengono che l’aumento della temperatura dell’atmosfera terrestre sia dovuto all’accresciuto rilascio di gas serra
CONCENTRAZIONE DEI PRINCIPALI GAS SERRA NELL’ATMOSFERA TERRESTRE
DALL’ANNO 1764 A OGGI
1764 1998
Anidride Carbonica 280ppm 350ppm
Protossido di azoto 285ppM 310ppM
Metano 800ppM 1700ppM
PROIEZIONI DEL RISCALDAMENTO GLOBALE
Le variazioni di gas serra che si sono già verificate dovrebbero finire per provocare un incremento della temperatura media globale tra 0.8 e 2.6°C nel 2025
QUALI SOLUZIONI SI POSSONO ADOTTARE NEL SETTORE DEL
CONDIZIONAMENTO PER RIDURRE QUESTA TENDENZA?
SISTEMI AD ENERGIA
GEOTERMICA
La tecnologia GHP (GEOTHERMAL HEAT PUMP) è il sistema di
condizionamento e riscaldamento più efficiente dal punto di vista
energetico, più pulito per l’ambiente e più conveniente oggi
disponibile sul mercato
Il nostro pianeta assorbe circa il 47% dell’energia solare (più di 500 volte l’energia di cui il genere umano necessita ogni anno) e la mantiene in forma di energia pulita e rinnovabile.
I GHP sono sistemi elettrici che traggono vantaggio dalla temperatura relativamente costante della
terra per fornire riscaldamento, condizionamento e acqua calda per case ed edifici commerciali.
17°C
28°C
6°C
Le pompe di calore geotermiche estraggono calore dalla Terra durante l’inverno con un’efficienza che spesso supera il 400-450% e le restituiscono calore
durante il periodo caldo.
Vertical loop, perforazioni da 25 a
100m, poca area superficiale
richiesta
Horizontal loop, profondità da 1,5 a 3 m, ampia aerea
superficiale richiesta
Pond loop, laghetti naturali o artificiali
Pompa/e di circolazion
eCondotte aria
Unità di trattamento aria/acqua
Serbatoio acqua calda
Ripresa
Lord Kelvin 1852
Haldane Scozia 1927
ALCUNE DOMANDE….
- Qual è l’efficienza di questi sistemi?
- Quali sono i costi di installazione e di gestione
- Qual è l’impatto ambientale?
PARAMETRI DI MISURA DELL’EFFICIENZA
- COP=Heating capacity (Btu/h)/Power input (Btu/h)
- EER=Total cooling capacity (Btu/h)/
Power input (watt)
1Kw=3414.3 Btu/h
I sistemi GHP possono ridurre il consumo di energia fino ad oltre il 40% confrontati con pompe di calore
aria ariafino al 70-75% confrontati con il riscaldamento
elettrico e condizionamento tradizionale
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io COPEER
- QUAL E’ IL COSTO PER INSTALLARE UN IMPIANTO
GEOTERMICO?
- Probabilmente il più grosso ostacolo da superare nella vendita dei sistemi
geotermici è il più alto costo di installazione rispetto a sistemi tradizionali
In Italia i costi variano considerevolmente da località a località e in funzione
dell’isolamento termico dell’abitazione
- MA ALLORA DOV’E’ IL VANTAGGIO ECONOMICO PER UN
UTENTE DI UN IMPIANTO GEOTERMICO?
- Nei costi di gestione.
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Gas
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GP
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GH
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$ dati USA per milione di Btu
1Btu=0.252 kcal
I costi di gestione dei sistemi GHP sono in assoluto i più bassi se confrontati con i sistemi tradizionali
QUAL E’ L’IMPATTO AMBIENTALE DEGLI IMPIANTI CON POMPE DI
CALORE E SCAMBIO AL TERRENO?
Impatto ambientale – Edifici residenziali (solo riscaldamento) su un ciclo di vita di 20 anni
EFFETTO INDIRETTO EFFETTO DIRETTO
Città
Sistema Energia elettrica
Gasolio o gas consu-
mato
Elettricità
Gen/Trasf
Gasolio o gas
bruciato
Trasmissione di gas
naturale
Totale indiretto
Refrigerante
Massa di CO2
Totale
Massa equiv. di
CO2 kWh/a L/a o m3/a Kg equiv.
CO2
Kg equiv. CO2
Kg equiv. CO2 Kg equiv. CO2
Kg Kg
Vancouver Stufa elettrica
11481 - 12320 - - 12320 0 12320
Caldaia a gasolio
715 1428 770 83470 - 84240 0 84240
Pompa GHP
3926 - 4210 - - 4210 2100 6310
Caldaia a gas
686 1344 740 52350 1382 54472 0 54472
Toronto Stufa elettrica
19431 - 61370 - - 61370 0 61370
Caldaia a gasolio
817 2404 2580 140510 - 143090 0 143090
Pompa GHP
6724 - 21230 - - 21230 2100 23330
Caldaia a gas
766 2211 2420 86120 2274 90814 0 90814
Montreal Stufa elettrica
21561 - 6140 - - 6140 0 6140
Caldaia a gasolio
865 2659 250 155420 - 155670 0 155670
Pompa GHP
7829 - 2230 - - 2230 2100 4330
Caldaia a gas
809 2435 230 94840 2504 97574 0 97574
Halifax Stufa elettrica
19366 - 374870 - - 374870 0 374870
Caldaia a gasolio
885 2403 17130 140460 - 157590 0 157590
Pompa GHP
6701 - 129710 - - 129710 2100 131810
Caldaia a gas
Non disponibile
Analisi effettuata dalla Divisione per l’Energia Elettrica e le Energie Rinnovabili del Canada
Modello: appartamento di 230 mq con sup. finestrata di 23mq
Conclusione: non esiste sistema di riscaldamento e condizionamento in grado di ridurre le emissioni di gas serra ed il conseguente impatto sul riscaldamento globale così efficace come le pompe di calore geotermiche.
Supponendo che si avverino le stime dell’organismo federale americano di avere dal 2001 una media di 400.000 installazioni all’anno, si potrebbero ridurre le emissioni di gas serra di più di 1 milione di tonnellate di anidride carbonica all’anno, equivalenti a togliere dalle strade mezzo milione di auto o piantare più di 1 milione di acri di alberi per arrivare al 2010 alla riduzione di 5 milioni di tonnellate di anidride carbonica all’anno.
Mantenendo la stima di 400.000 installazioni all’anno entro il 2001 il risparmio economico nella riduzione delle bollette energetiche sarebbe di circa 420 milioni di dollari all’anno. Dopo questo passaggio i risparmi crescerebbero di 170 milioni di dollari addizionali ogni anno.
Indagini condotte dalle società di fornitura di energia hanno indicato un altissimo
livello di soddisfazione del cliente per le pompe di calore geotermiche rispetto ai
sistemi convenzionali
Più del 95% degli utenti ghp consiglierebbero tale sistema a un
membro della famiglia o a un amico.