CONVEGNO GEOFLUID. CARLO PIEMONTE Università degli Studi di Brescia APPLICAZIONI E POTENZIALITA DI SVILUPPO DELLE POMPE DI CALORE GEOTERMICHE

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1 CONVEGNO GEOFLUID CARLO PIEMONTE Università degli Studi di Brescia APPLICAZIONI E POTENZIALITA DI SVILUPPO DELLE POMPE DI CALORE GEOTERMICHE PIACENZA 4 ottobre 2008

2 POSSIBILI SORGENTI FREDDE PER POMPE DI CALORE CORSI D ACQUA SUPERFICIALI (FIUMI, ROGGE, ETC.) LAGHI E BACINI IDRICI ACQUA DI MARE ACQUA DI FALDA ACQUE GEOTERMICHE ACQUA DI CIRCUITI DI TORRE DI RAFFREDDAMENTO ACQUA IN USCITA DA IMPIANTI DI DEPURAZIONE ACQUA DI CIRCUITO LAVAGGIO FUMI DI FORNI INCENERITORI ACQUA DI CIRCUITI DI RAFFREDDAMENTO DI CENTRALI ELETTRICHE (COGENERATIVE E NON)

3 VANTAGGI DI UTILIZZO DI RISORSE SUPERFICIALI LE RISORSE SUPERFICIALI SONO FACILMENTE ACCERTABILI ASSENZA O COMUNQUE RIDUZIONE DEL RISCHIO MINERARIO MINORI COSTI DI INVESTIMENTO PER L APPROVVIGIONAMENTO ASSENZA DI RISCHIO DI DEPRIMERE CON L EMUNGIMENTO ALTRE ATTIVITÀ (AD ESEMPIO, ATTIVITÀ TERMALI) CHIMISMO IN GENERE MENO PROBLEMATICO PROCEDURE AUTORIZZATIVE PIÙ SEMPLICI POSSIBILITÀ DI COMPENSARE IL MINOR SALTO TERMICO RECUPERABILE DALLA SORGENTE FREDDA CON UNA MAGGIORE DISPONIBILITÀ DI PORTATA

4 MOTIVAZIONI PER UN PREVEDIBILE SVILUPPO DI SISTEMI DI TELERISCALDAMENTO GEOTERMICI AMPIA DISPONIBILITÀ SUL TERRITORIO NAZIONALE DI RISORSE GEOTERMICHE TENDENZA A UN CONSISTENTE SVILUPPO DEL TELERISCALDAMENTO PER LA NECESSITÀ DI FIDELIZZAZIONE DEL CLIENTE FINALE DISPONIBILITÀ DI POMPE DI CALORE CHE POSSONO EROGARE ACQUA CALDA ALLA TEMPERATURA DI 90 C TREND DI CRESCITA DEL PREZZO DELL ENERGIA ELETTRICA INFERIORE A QUELLO DEI COMBUSTIBILI FOSSILI CONTRIBUTO A FONDO PERDUTO (CREDITO D IMPOSTA) PER SISTEMI DI TELERISCALDAMENTO GEOTERMICI PARI A 0,0258 EURO/kWht IN CONTO ESERCIZIO E 20,66 EURO/kWt IN CONTO CAPITALE

5 FLUIDI DI LAVORO PER CICLI A POMPA DI CALORE R 134 a R 245 fa (per applicazioni particolari)

6 Potenza termica (kw) CAMPI DI APPLICAZIONE DEI DIVERSI TIPI DI COMPRESSORE PER POMPE DI CALORE (per fluido refrigerante R134a) Compressori centrifughi Compressori a vite Compressori a pistoni

7 TEMPERATURA MASSIMA ( C) COMPRESSORE A PISTONI COMPRESSORE A VITE TEMPERATURE MASSIME OTTENIBILI PER L ACQUA CALDA CON CICLI A POMPA DI CALORE BISTADIO COMPRESSORE CENTRIFUGO 60 COMPRESSORE CENTRIFUGO COMPRESSORE A VITE O CENTRIFUGO POTENZA TERMICA (kw)

8 NUMERO STADI DELLA POMPA DI CALORE UNO PER SALTO TERMICO MAX DI 40 C TRA CONDENSATORE ED EVAPORATORE DUE PER SALTO TERMICO FINO A 85 C TRA CONDENSATORE ED EVAPORATORE

9 VALORI INDICATIVI DI COP (COEFFICIENTE DI PRESTAZIONE) PER POMPE DI CALORE CON COMPRESSORE CENTRIFUGO TEMPERATURA SCARICO SORGENTE FREDDA TEMPERATURA USCITA ACQUA CALDA COP 8 C 80 C 2,9-3 8 C 90 C 2,65-2,8

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14 POMPE DI CALORE CENTRIFUGHE BISTADIO DI GRANDE POTENZA Teleriscaldamento AEM Milano di Famagosta e Canavese, Italia In funzione solo durante il periodo di riscaldamento Numero di unità 1xFamagosta 1xCanavese Refrigerante R134a Sorgente di calore Acqua di falda Dati tecnici Singola unità Potenza frigorifera kw Temp. in/out acqua fredda 15.0 / 7.6 C Portata acqua fredda m3/h Temp. in/out acqua telerisc / 90.0 C Portata acqua telerisc. 546 m 3 /h Potenza ele. compressore kw Potenza termica kw COP 2.68 Il primo impianto è montato ed entrerà in funzione nei prossimi mesi

15 UNITA PACKAGE CENTRIFUGHE Teleriscaldamento per Vaertan, Stoccolma Numero di unità 6 Refrigerante Potenza termica totale R134a / R kw Temp. in/out acqua telerisc. 50 / 80 C Sorgente di calore Temp. in/out sorgente calore Acqua di mare, diretta 3.5 / 1.7 C Värtan 6 unità in funzione con successo dal 1985 Serbatoio di accumulo acqua calda

16 POMPE DI CALORE DI GRANDE POTENZA COMBINATE CON PRODUZIONE FRIGORIFERA Centrale di teleriscaldamento/teleraffreddamento Katri Vala, Helsinki, Finlandia IL PIU GRANDE IMPIANTO AL MONDO PER LA PRODUZIONE COMBINATA DI ENERGIA TERMICA E FRIGORIFERA

17 POMPE DI CALORE DI GRANDE POTENZA COMBINATE CON PRODUZIONE FRIGORIFERA Teleriscaldamento/teleraffreddamento Katri Vala, Helsinki, Finlandia Progetto Pronta per la coibentazione

18 POMPE DI CALORE DI GRANDE POTENZA COMBINATE CON PRODUZIONE FRIGORIFERA Centrale di teleriscaldamento/teleraffreddamento Katri Vala, Helsinki, Finlandia Estate Numero di unità 5 Refrigerante R134a Sorgente fredda Acqua teleraff. Potenza frigorifera kw Temp.in/out acqua fredda 20.0 / 4.0 C Portata acqua fredda m3/h Temp.in/out acqua telerisc.45.0 / 88.0 C Portata acqua telerisc m 3 /h Potenza ele. compresore kw Potenza termica kw COP 2.96 Inverno 5 R134a Acq. fognatura, indiretta kw 10.0 / 4.0 C m3/h 50.0 / 62.0 C m 3 /h kw kw unità in funzione con successo dal 2006

19 SISTEMA INTEGRATO POMPA DI CALORE + MOTORE A GAS RECUPERO TERMICO DAL MOTORE ENERGIA TERMICA ENTRANTE ENERGIA ELETTRICA ENERGIA TERMICA UTILE SORGENTE FREDDA GRATUITA

20 POMPA DI CALORE CON SEMPLICE AZIONAMENTO ELETTRICO 1 kwhe 3 kwht 10 cent /kwhe 3,3 cent /kwht COP = 3 SISTEMA INTEGRATO POMPA DI CALORE + MOTORE A GAS 1 mc METANO (9,6 kwht/mc) 0,3 /mc EQUIVALENTE A 3,13 cent /kwht 15,65 kwht 1,92 cent /kwht CALDAIA 1 mc METANO (9,6 kwht/mc) USO INDUSTRIALE 0,32 /mc USO CIVILE 0,55 /mc USO INDUSTRIALE 3,92 cent /kwht USO CIVILE 6,7 cent /kwht 8,16 kwht

21 POMPE DI CALORE CON SORGENTE FREDDA COSTITUITA DA ACQUA DI FALDA CASO A B C Taglia piccola media grande Fluido lavoro Potenzialità termica (kw) R134a COP 2,95 2,75 2,68 Sorgente fredda Fluido Portata (m3/h) 341 acqua di falda Temperatura ingresso ( C) Temperatura uscita ( C) Sorgente calda Fluido acqua teleriscaldamento Portata (m3/h) Temperatura ingresso ( C) Temperatura uscita ( C)

22 POMPE DI CALORE CON SORGENTE FREDDA COSTITUITA DA ACQUA CIRCUITO RAFFREDDAMENTO MOTORI PRIMI CASO A B C Taglia piccola media grande Fluido lavoro Potenzialità termica (kw) 939 R245fa COP 3,76 5,25 6,09 Sorgente fredda Fluido acqua circuito raffreddamento Portata (m3/h) Temperatura ingresso ( C) 40 47,2 47 Temperatura uscita ( C) ,9 Sorgente calda Fluido acqua teleriscaldamento Portata (m3/h) ,6 793 Temperatura ingresso ( C) ,1 Temperatura uscita ( C)

23 POMPE DI CALORE PER PRODUZIONE DI ACQUA SURRISCALDATA Fluido lavoro R245fa Potenzialità termica (kw) COP 2,55 Sorgente fredda Fluido acqua geotermica calda Portata (m3/h) 133 Temperatura ingresso ( C) 90 Temperatura uscita ( C) 70 Sorgente calda Fluido acqua surriscaldata utenza Portata (m3/h) 424 Temperatura ingresso ( C) 124 Temperatura uscita ( C) 134

24 Grazie per l attenzione!

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