CENTRALI FRIGORIFERE NUOVE TECNOLOGIE E RISPARMIO ENERGETICO

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1 CENTRALI FRIGORIFERE NUOVE TECNOLOGIE E RISPARMIO ENERGETICO

2 Ottimizzazione impiantistica: pompe di calore multifunzione e recupero termico parziale e totale nei gruppi frigoriferi Ing. Fabio Minchio AICARR

3 Evoluzione carichi termici E sempre più comune negli edifici, specie nel terziario, riscontrare in uno stesso edificio l esigenza contemporanea di energia termica e frigorifera Ruolo sempre minore delle dispersioni per trasmissione: Qh=(Qt+Qv)-ƞ(Qsol+Qint) 3

4 Evoluzione carichi termici Edifici molto isolati spostano molto «prima» la transizione riscaldamento raffrescamento Apporti interni ed apporti solari diventano il driver del carico termico sensibile Carico termico per ventilazione e per produzione acqua calda sanitaria restano invece incomprimibili 4

5 Evoluzione carichi termici Incremento sistematico isolamento termico dell involucro edilizio: Diminuzione fabbisogni di riscaldamento Abbassamento della temperatura di off dell impianto di riscaldamento (apporti interni e solari pareggiano le dispersioni in corrispondenza di una temperatura aria esterna inferiore) In presenza di rilevanti apporti interni (apporti solari in qualche modo controllabili), allungamento della stagione di raffrescamento 5

6 Evoluzione carichi termici Approccio energetico all edificio: Non è più possibile valutarne le prestazioni complessivamente, ma è sempre più importante nella progettazione impiantistica valutare il comportamento energetico di zone diverse dell edificio Es. Richiesta frigorifera a Sud e termica a Nord di un edificio non si sommano algebricamente ma sono due fabbisogni entrambe da soddisfare 6

7 Sovrapposizione carichi termici Ogni edificio presenta pertanto nel bilancio complessivo delle diverse zone termiche che lo costituiscono una sovrapposizione dei carichi termici più o meno marcata Grafico da M. Vio Climatizzazione con sistemi radianti 7

8 Acqua calda sanitaria L acqua calda sanitaria rappresenta un fabbisogno energetico «incomprimibile»: Domanda a.c.s. stabile o addirittura livello di confort crescente nel tempo Il problema non sta nel controllo della domanda di servizio, ma nell efficienza di produzione Il peso % dei fabbisogni di acqua calda sanitaria è crescente con la temperatura media dell aria esterna e con la riduzione del coefficiente di trasmissione globale dell edificio. Lo stesso vale per il postriscaldamento 8

9 Esigenze impiantistiche Produzione contemporanea di energia termica e frigorifera Esigenza crescente di contenimento dei fabbisogni di energia primaria per acqua calda sanitaria durante tutto l anno MACCHINA IN POMPA DI CALORE MULTIFUNZIONE (o polivalente) 9

10 Pompe di calore multifunzione Categoria di macchine presente da oltre vent anni sul mercato: regolazione, tecnologia e esigenze descritte le rendono oggi prodotto di primo piano Soluzione idronica storicamente made in Italy 10

11 Pompe di calore multifunzione Pompe di calore multifunzione (polivalenti): gruppo frigorifero in pompa di calore con recupero totale in grado di soddisfare contemporaneamente e in maniera indipendente a funzioni impiantistiche differenti grazie ad idonea regolazione e specifiche caratteristiche costruttive 11

12 Pompe di calore multifunzione Recupero parziale Recupero totale 12

13 Pompe di calore multifunzione Due principali «famiglie»: Macchine per sistemi a 2 tubi: produzione di potenza termica O frigorifera e contemporaneamente produzione di acqua calda sanitaria grazie ad un circuito idronico intermedio Macchine per sistemi a 4 tubi: produzione contemporanea di potenza termica E frigorifera sui due circuiti dell impianto, con la possibilità di gestire qualsiasi fattore di carico (esiste anche la configurazione a 6 tubi) 13

14 Produzione a.c.s. sistemi a 2 tubi 1. Sistema base: pompa di calore con valvola a 3 vie con produzione in prorità al sanitario 2. Sistema con desurriscaldatore (recupero parziale): si sfrutta il calore di desurriscaldamento Ottimizzazione del COP invernale quando possibile Recupero parziale in estate (possibile solo se opera anche il raffrescamento) Copertura del fabbisogno di acqua calda sanitaria limitato 3. Sistemi con recupero totale: Maggiore complessità costruttiva Maggiore flessibilità e potenzialità di recupero in funzionamento estivo 14

15 Produzione a.c.s. sistemi a 2 tubi Recupero parziale impianto S D acs Compressore Aria ext 15

16 Produzione a.c.s. sistemi a 2 tubi Recupero totale impianto S D acs Compressore Aria ext 16

17 Impianti idronici a 4 tubi Terziario: classico impianto ventilconvettori ed aria primaria: Sistema a 2 tubi: ventilconvettori con 1 sola batteria alimentata o dal circuito caldo o dal circuito freddo. Non è possibile gestire la compensazione di carichi di segno opposto Sistema a 4 tubi: ventilconvettori generalmente a doppia batteria per poter sempre in qualunque momento produrre energia termica o frigorifera nel locale servito 17

18 Multifunzione per 4 tubi Cavallini,

19 Multifunzione per 4 tubi Cavallini,

20 Multifunzione per 4 tubi Cavallini,

21 Multifunzione per 4 tubi: 2 circuiti Cavallini,

22 Indicazioni progettuali Macchine con due circuiti garantiscono maggiore flessibilità di funzionamento (dipende dal rapporto fra i carichi) e maggiori stabilità delle condizioni operative È sempre opportuno inserire adeguati accumuli termici per garantire un contenuto d acqua sufficiente (minimo 7-10 l/kw): attenzione va considerato nel calcolo solo quella effettivamente circolante in macchina 22

23 Conclusioni L evoluzione degli edifici non consente più oggi di pensare alle stagioni di riscaldamento in modo indipendente e separato Ottimizzazione delle funzioni oltre che dei livelli termici finalizzati a massimizzare le prestazioni energetiche rendono le pompe di calore multifunzione una tecnologia centrale per il futuro Con le pompe di calore, la stessa multifunzionalità può essere gestita anche in relazione alle sorgenti termiche («multisorgente») 23

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