CALDAIA TRADIZIONALE.

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1 Centrali Termiche

2 CENTRALE TERMICA

3 CALDAIA TRADIZIONALE

4 CALDAIA TRADIZIONALE Nelle caldaie convenzionali i fumi escono ad alta temperatura, superiore ai 100 C. Il flusso termico dei fumi ad alta temperatura, pur rappresentando una necessità tecnologica (facilita l espulsione dei fumi in camino), rappresenta tuttavia una consistente dissipazione energetica. Un altra dissipazione energetica è inoltre associata al "calore latente" del vapore d'acqua generato nel processo chimico della combustione disperso insieme agli altri fumi. Le vecchie caldaie sono spesso caratterizzate da rendimenti termici poco soddisfacenti (e quindi costi più elevati per il riscaldamento). Nelle caldaie più recenti, ma anche nelle migliori caldaie moderne, il rendimento è al massimo di poco superiore al 90%

5 CALDAIA a CONDENSAZIONE (repetita iuvant!!) INNOVAZIONE CALDAIA A CONDENSAZIONE: utilizzare il calore contenuto nei fumi per riscaldare acqua. Le caldaie a condensazione raffreddano i fumi fino al "punto di rugiada recuperando parte del calore contenuto in essi. I fumi diventano così freddi che è possibile utilizzare una semplice tubazione in plastica come canna fumaria. Grazie a questo recupero termico, nelle migliori caldaie a condensazione si riescono ad ottenere rendimenti superiori al 100% (shift potere calorifico inferiore - poterecalorifico superiore)

6 CALDAIA A CONDENSAZIONE

7 CALDAIE A BIOMASSE Schema Tecnologico Caldaia a Biomasse

8 CIPPATO - CALDAIE A BIOMASSE Il termine deriva dall'inglese Chips "pezzettini. I pezzettini sono gli scarti di legno ricavati dall attività delle segherie. Sono escluse le lavorazioni sui legni trattati(vernici, ecc.) E' un ottimo combustibile che può essere utilizzato per alimentare caldaie e/o stufe per riscaldamento e/o produzioe di acqua sanitaria. Il potere calorifico del cippato varia dai 3000/4500 Kcal/h/kg a seconda del grado di umidità. Il costo del cippato è abbastanza basso, Il cippato è non inquinante e rinnovabile. Ideale per teleriscaldamento e per riscaldamento di singoli edifici e/o fabbricati industriali; Consente risparmi fino all'80% sui gas e idrocarburi. Con circa 2,5 Kg di legno CIPPATO, costo al Kg , si sviluppa la stessa potenza di un litro di gasolio.

9 I PELLETS sono a base di legno naturale; come materia prima per la loro produzione si utilizzano trucioli di piallatura e di segheria che, senza l'aggiunta di sostanze agglomeranti di origine chimico-sintetica, vengono pressati sotto forma di rullini cilindrici con un diametro di 10 mm circa. I pellets vengono forniti in sacchi da kg per le piccole utenze. Possono essere trasportati da autocisterna, munita di sistema pneumatico e relative tubazioni, per stiparli in eventuali silos per le grandi utenze. La potenzialità energetica di 1 m³ di pellet corrisponde a quella di circa 350 litri di gasolio. Il bruciatore a pellet è stato inventato negli USA. E già utilizzato da migliaia di edifici italiani. Sono commercializzati vari modelli di bruciatori, il cui rendimento medio è del 90% circa. Sono disponibili taglie di impianto di diversa potenza. I dispositivi sono di norma completamente automatizzati : un microprocessore controlla l'accensione, temperatura, portata di massa di pellet nella caldaia, l'addensamento delle ceneri.

10 Il serbatoio di deposito dei pellets può essere di varie dimensioni in base alla taglia dell'impianto di riscaldamento; i pellets sono trasportati alla caldaia mediante 5 modalità possibili, in base alle esigenze dell utenza ed alle dimensioni ed alla posizione del deposito stesso. 1 Trasportatore a coclea con piega ad angolo vivo (spazio minimo nel vano caldaia, più spazio per il deposito, svuotamento automatico, funzionamento silenzioso e consumo minimo di corrente elettrica). 2 Estrazione dal serbatoio (soluzione semplice, poco spazio nel vano caldaia, deposito a lato del bruciatore si può riempire comodamente). 3 Trasportatore a coclea con estrazione tramite agitatore (nei depositi di forma quadrata e di grosse dimensioni; svuotamento automatico). 4 Sistema di trasporto ed aspirazione con estrazione a coclea (quando il deposito è posizionato lontano dalla caldaia; svuotamento automatico). 5 Sistema di trasporto ed aspirazione con aspirazione a lancia (depositi sono posizionati lontano dalla caldaia).

11 Possono essere facilmente reperiti in commercio diversi modelli di caldaie a trucioli, il rendimento medio è del 90% circa, diverse le taglie di potenza; Sono normalmente sistemi completamente automatizzati : un microprocessore controlla l'accensione, la temperatura, l'immissione di questi pellets nella caldaia, l'addensamento delle ceneri, la pulitura automatica della caldaia. Per servirsi dei trucioli come combustibile non è necessario abbattere appositamente nuovi alberi: per produrli si utilizzano esclusivamente residui provenienti da lavorazioni legate al legno, quali mobilifici e falegnamerie. Nella combustione del legno la quantità di CO2 emessa è la stessa che si viene a produrre durante la fase di putrefazione del legname.

12 COMBUSTIBILE COSTO UNITARIO POTERE CALORIFICO CALDAIA RENDIM. 90% COSTO PER 1000 kcal METANO 1100 lit/mc 8200 kcal/mc 7380 kcal/mc Euro 0.08 GASOLIO 1700 lit/l kcal/l kcal/l. Euro 0.11 GPL 1000 lit/l kcal/l kcal/l. Euro 0.10 LEGNA FAGGIO (15% UMIDITA') 200 lit/kg 3300 kcal/kg 2800 kcal/kg Euro 0.04 TIPO COMBUSTIBILE POTERE UNITA DI MISURA PARI A KW CALORIFICO GAS METANO 8500 Kcal/h/mc 10 G.P.L Kcal/h/lt 7,3 GASOLIO 8250 Kcal/h/lt 9,6 MAIS 6000 Kcal/h/kg 6,9 PELLETS 4500 Kcal/h/kg 5,2 TRONC. SEGATURA 4500 Kcal/h/kg 5,2 LEGNA 3500 Kcal/h/kg 4 CIPPATO 3000 Kcal/h/kg 3,5 GUSCI DI NOCCIOLA 4200 Kcal/h/kg 4,9 GUSCI DI MANDORLE 4200 Kcal/h/kg 4,9 GUSCI DI PRUGNE 4200 Kcal/h/kg 4,9 GUSCI DI PISTACCHIO 4200 Kcal/h/kg 4,9 GUSCI DI PINOLI 4200 Kcal/h/kg 4,9 GUSCI DI CILIEGIA 4200 Kcal/h/kg 4,9 NOCCIOLINO DI OLIVA 4500 Kcal/h/kg 5,2 SEMI DI UVA 4500 Kcal/h/kg 5,2 SEGATURA 3000 Kcal/h/kg 3,5 TRUCIOLI 3000 Kcal/h/kg 3,5 TRALCI DI POTATURA 3000 Kcal/h/kg 3,5 OSSO DI PESCA 4200 Kcal/h/kg 4,9 OSSO DI ALBICOCCA 4200 Kcal/h/kg 4,9

13 ESEMPIO: ABITAZIONE DI CIRCA 100 mq CHE IN UN INVERNO DI 180 GIORNI ABBIA NECESSITA' DI kcal/h IN MEDIA CONSUMERA': METANO GG x 24 h x kcal x Euro 0.08 : 1000 = Euro 3456,00 GASOLIO GG x 24 h x kcal x Euro 0.11 : 1000 = Euro. 4752,00 GPL GG x 24 h x kcal x Euro 0.10 : 1000 = Euro 4320,00 LEGNA GG x 24 h x kcal x Euro 0.04 : 1000 = Euro 1728,00

14 LA CASA RINNOVABILE Schema impianto di riscaldamento e produzione di acqua calda sanitaria ad ENERGIE RINNOVABILI: _ pannelli solari, _ riscaldamento a pavimento (a basse temperature ), _ caldaia a biomassa, tampone/boiler combinati.

15 CENTRALE FRIGORIFERA

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17 MACCHINA FRIGORIFERA A COMPRESSIONE DI VAPORI [3] Ciclo inverso a compressione di vapori saturi Seguendo lo schema di impianto si ha la compressione del gas (trasformazione CD) poi la condensazione (DA), la laminazione (AB, applicazione dell'effetto Joule-Thompson) e quindi l'evaporazione (BC). La fase frigorifera è data dall'evaporazione lungo BC, mentre la fase di riscaldamento per il funzionamento a pompa di calore é data lungo la DA. L'energia esterna, fornita mediante il compressore (trasformazione CD), é la fase pagante del ciclo.

18 Ciclo frigorifero ideale con compressione adiabatica CD Ciclo frigorifero reale con compressione reale CD (aumento dell entropia)

19 Per i cicli inversi non si definisce un rendimento di trasformazione bensì una efficienza in funzione dell effetto utile ottenuto. Il rapporto esprime due definizioni di effetto utile a seconda che ci si ponga dal lato della produzione di freddo, frigorifero, (quindi l effetto utile è Q2) o dal lato della produzione del caldo, pompa di calore (e l effetto utile è Q1). dal bilancio globale, a regime stazionario, della macchina termica, deve essere: allora

20 Pertanto nel funzionamento del ciclo inverso a pompa di calore il coefficiente di effetto utile termico risulta, almeno teoricamente, maggiore di 1 rispetto al coefficiente di effetto utile frigorifero. Nel funzionamento a pompa di calore si ha il contributo anche del lavoro L impegnato nel ciclo. Quest ultima osservazione rende interessante l uso dei cicli inversi per il riscaldamento degli edifici si può utilizzare con più congruenza energetica la macchina a pompa di calore ottenendo, per ogni kw di potenza impegnata nel compressore, kw di potenza termica resa. Nei casi concreti l efficienza della macchina a ciclo inverso dipende da quella delle batterie di scambio del condensatore e dell evaporatore.

21 Questa efficienza è maggiore quando il fluido di scambio è in forma liquida, rispetto al caso di scambio fra gas. Per le applicazioni impiantistiche usuali, le seguenti tipologie di macchine: Nella precedente tabella, con la dizione Acqua Acqua si intende : acqua nell evaporatore e acqua nel condensatore, cioè si tratta di un frigorifero che raffredda acqua e che è raffreddato (al condensatore) con acqua. Analoghe considerazioni vanno fatte per le altre tre configurazioni di scambio. Si osservi come lo scambio Acqua Acqua sia molto efficiente e che è, quindi, impiantisticamente conveniente. Purtroppo per questi tipi di scambio occorre avere anche acqua a ciclo continuo per la refrigerazione al condensatore, cosa non sempre possibile.

22 MACCHINA FRIGORIFERA AD ASSORBIMENTO [3] Nei gruppi frigoriferi tradizionali l'organo meccanico che assorbe lavoro dall'esterno é il compressore. Solitamente l'energia viene fornita ad un motore elettrico che provvede a far muovere i componenti del compressore meccanico (a pistoni, a vite, centrifugo). Nelle macchine frigorifere ad assorbimento è possibile sostituire l'organo meccanico (compressore) con un sistema alimentato da energia termica. Questa tecnologia è particolarmente interessante se abbinata a sistemi che mettano a disposizione cascami entalpici (sistemi solari, geotermici, ecc ) Le macchine più diffuse sono quelle a miscele acqua-ammoniaca, acquabromuro di litio o anche acqua-fluoruro di litio. Le ultime macchine hanno il pregio di funzionare a temperature inferiori (circa 80 C) rispetto a quella ad ammoniaca ( C). In alcuni casi si può utilizzare l'energia solare per alimentare il generatore (Q3). L'utilizzo come pompa di calore risulta conveniente negli impianti cogenerativi perché queste macchine consentono di avere sia caldo (pompa di calore) che freddo (refrigeratore) con sola energia termica.

23 schema impiantistico per una macchina del tipo acqua-ammoniaca [3].

24 Impianti a Split

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26 Il ruolo chiave della domotica La domotica che già tecnicamente aveva un ruolo chiave nell ambito del controllo e della ottimizzazione dei consumi energetici, con le recenti disposizioni di legge è destinata ad avere ulteriori ed interessanti sviluppi applicativi. La possibilità di gestire in modo integrato gli impianti e queste nuove tecniche di modulazione e dissipazione del calore rilevando ad es. la posizione degli schermi, il numero di persone presenti, il grado di irraggiamento, la contemporaneità di utilizzo delle utenze diviene ora uno strumento di risparmio energetico molto attrattivo.

27 Un possibile prossimo scenario Se la funzione d uso sicurezza era in testa alle motivazioni per cui un utente decideva di investire in un sistema domotico oggi il risparmio energetico, la necessità di indipendenza energetica, sono destinati a salire nell ordine delle priorità. E auspicabile che terze parti producano, modelli più accurati per l ottimizzazione dei consumi energetici di una casa, con particolare riguardo ai consumi per il riscaldamento invernale, il raffrescamento estivo e l illuminazione.

28 GRAZIE PER L ATTENZIONE