impianti solari termici e pompe di calore Relatore: ing. Giuseppe Pullini EFFICIENZA E RISPARMIO ENERGETICO

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1 impianti solari termici e pompe di calore Relatore: ing. Giuseppe Pullini EFFICIENZA E RISPARMIO ENERGETICO

2 La pompa di calore La pompa di calore è una macchina in grado di trasferire calore da un corpo a temperatura più bassa ad un corpo a temperatura più alta,

3 Parallelo con l idraulica

4 Cos è il C.O.P La resa di una pompa di calore è misurata dal coefficiente di prestazione, COP, dato dal rapporto tra energia resa (alla sorgente di interesse) ed energia consumata (di solito elettrica) Utilizzando come "stufetta" una macchina di Carnot in senso inverso (le si fornisce lavoro e si ottiene calore), tra sorgenti rispettivamente a 0 e 20 gradi centigradi, si ottiene un rendimento teorico COP pari a 15

5 Come si valuta il C.O.P. La pompe di calore utilizza energia elettrica il rendimento della produzione elettrica è di circa il 30% (rispetto all energia primaria) C.O.P. 3 significa rendimento del 300% il rendimento complessivo è: (3 x 0,3) cioè 90% Una caldaia a condensazione può raggiungere rendimenti del 110% (utilizzando energia primaria)

6 L edificio a basso consumo Isolare adeguatamente l edificio Generare il calore con la massima efficienza possibile (caldaie a condensazione, pompe di calore ecc..) Distribuire il calore alla temperatura minima compatibile con il comfort abitativo Gestire la distribuzione del calore in modo ottimale (contabilizzazione del calore, gestione individuale) Utilizzare nel modo migliore le energie solari gratuite (verande/orientamento/solare termico)

7 Perché abbinare solare termico e pompe di calore E uno dei pochi casi in cui due tecnologie si aiutano a vicenda: La pompa di calore, raffreddando la sorgente di energia termica, migliora la resa dell impianto solare L impianto solare, fornendo calore supplementare gratuito, riduce il lavoro della pompa di calore

8 Tipologie di pompe di calore Aria / aria Aria / acqua Acqua / aria Acqua / acqua

9 P.d.C aria / aria Non sono collegabili all impianto termosanitario Sono convenienti nelle mezze stagioni Oppure in zone con inverni miti Vengono utilizzate anche per il condizionamento estivo

10 P.d.C. aria / acqua Sostituiscono una caldaia Rendimenti interessanti se abbinate con riscaldamento a bassa temperatura Hanno COP tra 2.5 e 3.5 (causa sbrinamento), cioè spesso sono competitive con le caldaie a condensazione Sono una proposta interessante se ci sono problemi con le altre fonti energetiche

11 P.d.C. acqua / aria La distribuzione dell energia termica con aria sacrifica molto la produzione di ACS La distribuzione di calore con aria è meno efficace dei sistemi ad acqua È più complesso l abbinamento con gli impianti solari E più semplice il loro utilizzo per il condizionamento estivo

12 P.d.C. acqua / acqua Offrono i rendimenti più elevati Hanno meno problemi di manutenzione Sono completamente integrabili con gli impianti solari Hanno bisogno di una fonte di calore sicura

13 Fonte di calore: acqua di falda Permette di realizzare il tipo di impianto più economico La tecnologia è applicabile sono in certe zone Occorre valutare la realizzabilità (permessi ecc..) (Vale anche per utilizzo di canali, laghi, fiumi ecc..)

14 Fonte di calore: geotermia verticale La geotermia verticale è applicabile quasi ovunque È una tecnologia costosa La resa è di circa 5 kw per un foro da 100 mt di profondità I costi dell impianto si riducono se abbinata con il solare termico Viene utilizzata sia in riscaldamento che in raffrescamento

15 Fonte di calore:geotermia orizzontale Richiede ampi spazi (in genere una superficie 3 4 volte quella da riscaldare) È meno costosa di quella verticale Modifica l ambiente vegetale nell area interessata È quasi obbligatorio abbinarla ad un impianto solare termico (per la rigenerazione)

16 Fonte di calore: Accumulo stagionale Può essere molto economico se progettato assieme alla casa Funziona tanto meglio quanto più è grande (per interi quartieri ecc..) Può essere utilizzato sia in riscaldamento che in raffrescamento E forse il sistema di gestione dell energia termica del futuro

17 Schema di un impianto geotermico

18 Calcolo di dimensionamento - 1 Classe energetica abitazione B - C Consumo specifico 60 kwh/m 2 anno Superficie abitazione 150 m 2 Necessità energetica complessiva Necessità termica Potenza media mensile in dic / gen Potenza richiesta (coeff. sic. =2) Potenza P.d.C. (COP 4) 9000 kwh/anno 6300 kwh/anno 2820 kwh/mese 4 kw 1 kw

19 Calcolo di dimensionamento - 2 N sonde geotermiche necessarie 1 Resa energetica specifica collettori 800 kwh/m 2 a Superficie di collettori solari 10 m 2 necessaria (inclusa produz. ACS) Energia elettrica per P.d.C. Energia elettrica per altri utilizzi Impianto fotovoltaico (opzionale) kwh/anno kwh/anno 2.5 kw picco

20 Grazie per l attenzione

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