Le pompe di calore: interazione pompa-edificio G.L. Morini

Transcript

1 Le pompe di calore: interazione pompa-edificio G.L. Morini Laboratorio di Termotecnica Dipartimento di Ingegneria Industriale Viale Risorgimento 2, Bologna

2 Sommario I parte Firma energetica invernale ed estiva e prestazioni a carico parziale delle PdC Cicli on-off Valutazione SCOP e quota rinnovabile Analisi economica II parte Dimensionamento estivo Defrost Terminali e pompe di calore

3 Dispersioni di un edificio Fabbisogno per riscaldamento q ae [ C] Cagliari Q g,out(k) [kwh] Gen Feb Mar Apr Ott Nov Dic P m Q, = 24 N g out tot 4000 P m = = Pm [kw]

4 Dispersioni di un edificio Potenza progetto di Determinazione della Firma di progetto Temperatura annullamento carico di 4 C

5 Curva di potenza PdC Q [kw] NIMBUS 40S NIMBUS 40S Costruzione curva di potenza PdC (ARISTON NIMBUS 40S) Temperatura aria esterna [ C]

6 Curva di potenza PdC Sovrapposizione curve

7 Curva di potenza PdC Arianext

8 PdC: Balance Point Nomenclatura della UNI TS Q [kw] P BV dispersioni 15 potenza erogata W TOL q bival q H,cut-off q H,off Temperatura aria esterna [ C]

9 Potenza [kw] Firma energetica Firma B energetica firma energetica edificio curva caratteristica pompa di calore C 01 C Temperatura esterna [ C]

10 Balance point estivo Cagliari (tdes=32 C): firma estiva Potenza progetto di 32

11 Guadagni di calore di un edificio in estate Temperatura sole-aria DIN Università di Bologna Temperatura sole-aria: rappresenta la temperatura che dovrebbe avere l aria esterna per generare, su una parete in ombra, lo stesso scambio termico realizzato nella realtà dall azione combinata della temperatura esterna e della radiazione solare.

12 Balance point estivo Cagliari (tdes=32 C): firma estiva 5 Potenza progetto di 32

13 Estate-Inverno Firma invernale+estiva Nord-Italia P des,inv P des,est T des,inv 16 C T des,est P des,inv > P des,est

14 Estate-Inverno Firma invernale+estiva Centro-Italia P des,inv P des,est T des,inv 16 C T des,est P des,inv P des,est

15 Estate-Inverno Firma invernale+estiva Sud-Italia P des,est P des,inv T des,inv 16 C T des,est P des,inv < P des,est

16 Analisi economica Tariffa elettrica residenziale D2 (<3 kw) Tariffa trinomia: parte fissa (dipende dal n punti allaccio) Parte proporzionale alla potenza installata (dipende dai kw installati) Parte proporzionale ai consumi (dipende dai kwh consumati)

17 Analisi economica /kwh 0.5 Tariffa elettrica residenziale (D2) Tariffa ottimizzata per consumi compresi tra 1000 e 3000 kwh/anno kwh/anno consumati

18 Analisi economica Se installo la PdC in una abitazione che richiede kwh/anno per il riscaldamento e ACS la PdC aumenta i consumi di energia elettrica della residenza che passano da 2700 kwh/anno a: /SCOP= /3.5=8129 kwh 0.6 /kwh % costo energia elettrica Senza PdC Con PdC kwh/anno consumati

19 Analisi economica In realtà le cose peggiorano se si considera che con l installazione della PdC la potenza elettrica installata aumenta e la tariffa D2 non è più applicabile in quanto si superano i 3 kw. La tariffa da considerare è quindi la tariffa D3. B) Abitazioni con potenza superiore a 3 kw TARIFFA D3 AEEG I TRIMESTRE 2014 Servizi di vendita Servizi di rete Oneri generali Totale Monoraria Quota energia (cent /kwh) Fascia unica Fascia unica Fascia unica kwh/anno: da 0 a Da 1801 a Da 2641 a Da Quota fissa (cent /anno) Quota potenza (cent /kw/anno)

20 Analisi economica B) Abitazioni con potenza superiore a 3 kw TARIFFA D3 AEEG I TRIMESTRE 2014 Servizi di vendita Servizi di rete Oneri generali Totale Monoraria Quota energia (cent /kwh) Fascia unica Fascia unica Fascia unica kwh/anno: da 0 a Da 1801 a Da 2641 a Da Quota fissa (cent /anno) Quota potenza (cent /kw/anno)

21 Analisi economica /kwh D2 0.4 D Con PdC 0.1 Senza PdC kwh/anno consumati

22 Analisi economica In questo caso l installazione di una PdC con un SCOP pari 3.5 NON E ECONOMICAMENTE CONVENIENTE rispetto ad un vecchio generatore a gas (costo gas:0.81 /Nm 3 ) pur ottenendo una riduzione dell energia primaria consumata pari al 50%!! L installazione di una caldaia a condensazione, cui è associato un risparmio di energia primaria pari al 17%, è invece economicamente vantaggioso. Il tutto dipende solo dalla tariffa elettrica!!!

23 Analisi economica Tariffa elettrica BTA (Bassa Tensione Altri Usi) delibera AEEG n 348 del 2007, modificata dalla delibera AEEG n 30 del 2008 relativa alle condizioni economiche per l erogazione del servizio di connessione art. 5 allegato b

24 Analisi economica Se si installa un secondo contatore dedicato per la PdC si ottiene un vantaggio economico rispetto alla vecchia caldaia dell ordine di quello che ottengo utilizzando una caldaia a condensazione...devo però considerare i costi di installazione del secondo contatore e la difficoltà burocratica della richiesta.

25 Analisi economica /kwh D2 D3 BTA I contatore II contatore kwh/anno consumati

26 Delibera AEEG 52/2014/R/EEL B) Abitazioni con potenza superiore a 3 kw TARIFFA D1 AEEG I TRIMESTRE 2014 Servizi di vendita Monoraria Servizi di rete Oneri generali Totale Quota energia (cent /kwh) Fascia unica Fascia unica Fascia unica Quota fissa (cent /anno) Quota potenza (cent /kw/anno) B) Abitazioni con potenza superiore a 3 kw TARIFFA D3 AEEG I TRIMESTRE 2014 Servizi di Servizi di rete Oneri generali Totale vendita Monoraria Quota energia (cent /kwh) Fascia unica Fascia unica Fascia unica kwh/anno: da 0 a Da 1801 a Da 2641 a Da Quota fissa (cent /anno) Quota potenza (cent /kw/anno)

27 Delibera AEEG 52/2014/R/EEL B) Abitazioni con potenza superiore a 3 kw TARIFFA D1 AEEG I TRIMESTRE 2014 Servizi di vendita Monoraria Servizi di rete Oneri generali Totale Quota energia (cent /kwh) Fascia unica Fascia unica Fascia unica Quota fissa (cent /anno) Quota potenza (cent /kw/anno) Assenza di progressività del costo del kwh rispetto ai consumi complessivi annui In concorrenza con la tariffa D3 in quanto necessita di un unico contatore ed è tarata per installazioni domestiche singole.

28 Delibera AEEG 52/2014/R/EEL /kwh D3 D kwh/anno consumati DIENCA Università di Bologna

29 Nuova tariffa TD 2018

30 Nuove tariffe residenziali 2019 Equivalente della vecchia D2 Da 0.5 kw a 6 kw con scatti di 0.5 kw Fino al 31 Dicembre 2019 non si paga il contributo amministrativo per il cambio di potenza Tariffa monotona decrescente con i consumi

31 Nuove tariffe residenziali 2019 Confronto con vecchia D2

32 Nuove tariffe residenziali 2019 Confronto D2-TA19

33 Nuove tariffe residenziali 2019 Equivalente della vecchia D3 Scatti di 0.5 kw Tariffa monotona decrescente con i consumi

34 Nuove tariffe residenziali 2019 Confronto con vecchia D3 B) Abitazioni con potenza superiore a 3 kw TARIFFA D3 AEEG I TRIMESTRE 2014 Servizi di vendita Servizi di rete Oneri generali Totale Monoraria Quota energia (cent /kwh) Fascia unica Fascia unica Fascia unica kwh/anno: da 0 a Da 1801 a Da 2641 a Da Quota fissa (cent /anno) Quota potenza (cent /kw/anno)

35 Nuove tariffe residenziali 2019 Confronto D3-TB19

36 Nuove tariffe residenziali 2019 Equivalente della vecchia D1 Tariffa monotona decrescente con i consumi

37 Nuove tariffe residenziali 2019 Confronto con vecchia TD18

38 Nuove tariffe residenziali 2019 Confronto TD18-TD19

39 Nuove tariffe residenziali 2019 Confronto costi unitari

40 Nuova tariffa TD 2018 Famiglia con un consumo annuo di 1500 kwh e con P=3 kw 2017 Comparazione costi fra le 3 tipologie di tariffa giugno-settembre 2017 D1 TD residenti TD non residenti /kwh Δ NUOVE/VECCHIE Comparazione costi fra le 3 tipologie di tariffa ottobre-dicembre 2016 D1 D2 D /kwh

41 Nuova tariffa TD 2018 Famiglia con un consumo annuo di 2700 kwh e con P=3 kw Comparazione costi fra le 3 tipologie di tariffa giugno-settembre 2017 D1 TD residenti TD non residenti /kwh Δ NUOVE/VECCHIE Comparazione costi fra le 3 tipologie di tariffa ottobre-dicembre 2016 D1 D2 D /kwh

42 Nuova tariffa TD 2018 Famiglia (impianto con PdC) con un consumo annuo di 8100 kwh e con P=6 kw Comparazione costi fra le 3 tipologie di tariffa giugno-settembre 2017 D1 TD residenti TD non residenti /kwh Δ NUOVE/VECCHIE Comparazione costi fra le 3 tipologie di tariffa ottobre-dicembre 2016 D1 D2 D N.A /kwh N.A

43 Confronto tra tariffe elettriche 2018/19 Soluzione II: TB Soluzione I: TA Soluzione III (TD)