Solar cooling applicato alle strutture sportive: palazzetto dello sport di Dongo

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1 Solar cooling applicato alle strutture sportive: palazzetto dello sport di Dongo KlimaEnergy Bolzano Federico Cristofoli, Kloben

2 BENVENUTI

3 SOLAR COOLING: FABBISOGNO E SINCRONIA 3000 [kwh/mese] Radiazione in eccesso Domanda in eccesso Energia solare utilizzabile Consumo di riferimento Irraggiamento Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec 0 Fonte: ITW - Graz

4 CONSIDERAZIONI SUL CONSUMO ELETTRICO -Il 40% dell energia primaria in Europa è attribuibile al consumo degli edifici (2/3 residenziale e 1/3 commerciale) -Agli edifici è dovuto circa 1/3 delle emissioni di gas serra in atmosfera -Nelle regioni mediterranee il condizionamento è oramai fabbisogno principale -Le macchine a compressione elettrica provocano danni da refrigerante sull atmosfera terrestre -I carichi elettrici sono sempre maggiori -I picchi d assorbimento sono concentrati in periodo estivo

5 TECNOLOGIA PER SISTEMI SOLAR COOLING - Sistemi a ciclo chiuso (macchine di refrigerazione alimentate ad energia termica) 1. Macchine ad assorbimento (80% mercato) e ad adsorbimento 2. Usati nella maggior parte dei casi per la produzione di acqua fredda 3. Qualsiasi tecnologia di distribuzione del freddo (e.g. sistemi di ventilazione, fan-coils, superfici radianti,...) - Sistemi a ciclo aperto basati su combinazione raffreddamento evaporativo e deumidificazione (sistemi DEC) 1. Trattamento diretto dell aria 2. Sempre necessario rete distribuzione del freddo basato su sistema di ventilazione 3. Sistemi sul mercato usano scambiatori rotativi o materiale adsorbente in forma liquida

6 TECNOLOGIE SUL MERCATO CICLO CHIUSO PRODUZIONE ACQUA REFRIGERATA CICLO APERTO PRODUZIONE ARIA CONDIZIONATA MACCHINE AD ADSORBIMENTO MACCHINE AD ASSORBIMENTO DEC S RAFFR. EVAPORATIVO DEC L RAFFR. EVAPORATIVO SORBENTE SOLIDO SORBENTE LIQUIDO SORBENTE SOLIDO SORBENTE LIQUIDO ACQUA-SILICA GEL AMMONIACA-SALI D AMMONIO ACQUA-LiBr ACQUA-AMMONIACA ACQUA-SILICA GEL ACQUA-LiCl ACQUA-LiCl ACQUA-CaCl 2 POTENZA FRIGORIFERA DA 7 A 500 kwf POTENZA FRIGORIFERA DA 15 A >5000 kwf POTENZA FRIGORIFERA DA 20 A 400 kwf POTENZA FRIGORIFERA DA 20 A >100 kwf EFFICIENZA COP 0,3-0,7 EFFICIENZA COP 0,6-0,75 EFFICIENZA COP 0,5 - >1 EFFICIENZA COP >1 TEMPERATURA DI ALIMENTAZIONE C TEMPERATURA DI ALIMENTAZIONE C TEMPERATURA DI ALIMENTAZIONE C TEMPERATURA DI ALIMENTAZIONE C

7 IL SOLAR COOLING NEL MONDO OGGI 288 INSTALLAZIONI TAGLIA MEDIA 80kWf FONTE: SOLAR ENERGY REPORT

8 IL SOLAR COOLING IN ITALIA OGGI 28 INSTALLAZIONI TAGLIA MEDIA 120kWf FONTE: SOLAR ENERGY REPORT

9 COMPONENTI DEL SISTEMA SOLAR COOLING heat prod. storage heat heat distr. cold production storage cold cold distr. building, load other heat sources solar collector chilled water air handling unit hot water conditioned air Fonte: Fhg ISE, Politecnico di Milano

10 PALAZZETTO DELLO SPORT DI DONGO, COMO SOLAR COOLING SU PALAZZETTO DELLO SPORT IMPIANTO COMBINATO RAFFRESCAMENTO, RISCALDAMENTO, PRODUZIONE A.C.S. INTERVENTO SU ESISTENTE ANNO 2008

11 PALAZZETTO DELLO SPORT DI DONGO, COMO -32 collettori solari Kloben SKY 18 CPC 58, superficie lorda 104mq -2 x 3000 litri accumuli termici combinati -1 assorbitore a LiBr, 35 kwf -1 torre evaporativa

12 COLLETTORI SOLARI KLOBEN SKY CPC 58 - COLLETTORI SOLARI CON TUBI AD INTERCAPEDINE SOTTOVUOTO DA 8, 12, 18, 21 ELEMENTI - TUBI IN VETRO BOROSILICATO CONTRO SHOCK TERMICI E IMPATTI ACCIDENTALI - TUBI IN VETRO Ø 58mm CON SUPERFICIE SELETTIVA INTERNA METALIZZATA A BASSA EMISSIONE -LAMINA CPC E TELAIO IN ALLUMINIO -ASSORBITORI COASSIALI IN ALLUMINIO EN 12975: 2 EN 12975: 1 - CIRCUITO DI DISTRIBUZIONE U- TYPE E DOPPIO COLLETTORE DI TESTA IN RAME

13 CUORE E MOTORE DEL SISTEMA DOPPIO TUBO COASSIALE SOTTOVUOTO VETRO BOROSILICATO SPESSORE TUBO ESTERNO 1,7mm SPESSORE TUBO INTERNO 1,5mm RESISTENZA MECCANICA E TERMICA PRESSIONE INTERNA 10-3 bar SUPERFICIE SELETTIVA IN CERMET Ø 47 mm Ø 58 mm

14 PRESTAZIONI KLOBEN SKY 21 CPC 58 - RENDIMENTO OTTICO η 0 = 71,8% - PERDITE TERMICHE a 1 = 0,974 - POTENZA DI PICCO: 2039 W - ENERGIA FORNITA: 733 kwh/mq anno (WURZBURG, 3mq)

15 PALAZZETTO DELLO SPORT DI DONGO, COMO 8 BATTERIE DI 4 COLLETTORI SOLARI IN SERIE: OTTIMIZZAZIONE DELLO SCAMBIO TERMICO E DELLE PERDITE IDRAULICHE

16 MACCHINA AD ASSORBIMENTO ENERGIA TERMICA ALIMENTAZIONE ALTA TEMPERATURA, T H GENERATORE VAPORE H 2 O CONDENSATORE H 2 O + LiBr VAPORE H 2 O H 2 O LiBr ENERGIA TERMICA RILASCIATA MEDIA TEMPERATURA, T M FREDDO UTILE BASSA TEMPERATURA, T C H 2 O EVAPORATORE H 2 O + LiBr ASSORBITORE EFFICIENZA ASSORBITORE C.O.P.= Q F /Q T = 0,7

17 RENDIMENTO DI SISTEMA hot water SE IL Q T E SOLARE IL LAVORO E DATO DALLE POMPE DI DISTRIBUZIONE E QUINDI EFFICIENZA SOLAR COOLING E.E.R. = Q F /L TOT = 8/10!!!!!!!

18 BILANCIO ENERGETICO E C.O.P. - SIGNIFICATIVI MIGLIORAMENTI NELLA PRESTAZIONE COMPLESSIVA - COPEL >8 MOSTRATO SU SISTEMI MONITORATI IN TASK38; 8 KWH DI ENERGIA TERMICA SOTTRATTA (FREDDO) PER 1 KWH DI ENERGIA ELETTRICA PER SOLARE + IMPIANTO REFRIGERAZIONE (POMPE, VENTILATORI, TORRE)

19 EFFICIENZA GLOBALE DEL SOLAR COOLING COP SOLAR COOLING = COP ASSORBITORE TERMICO * η COLLETTORE SOLARE COP COLLETTORE SOLARE COP ASSORBITORE IDEALE 1.6 eta, COP solar COP SOLAR COOLING COP Temperatura di funzionamento [ C] 0 Fonte: Fhg ISE, Politecnico di Milano

20 PALAZZETTO DELLO SPORT DI DONGO, COMO PRODUZIONE A.C.S. CON ACCUMULI SSP CON SCAMBIATORE TUBOLARE IN ACCIAIO INOX

21 BENEFICI OTTENUTI -COPERTURA SANITARIA >60% ANNUO -COPERTURA RAFFRESCAMENTO >30% ANNUO -CONSUMO ELETTRICO -80%!!!!!!!!!!!!!

22 PERCHE IL SOLAR COOLING NEL CONDIZIONAMENTO CARICHI DI CONDIZIONAMENTO E GUADAGNI SOLARI SONO IN FASE: SU BASE STAGIONALE - IL FABBISOGNO DI CONDIZIONAMENTO È MAGGIORE QUANDO C È PIÙ SOLE!! RIDUZIONE DEI CONSUMI FINALI: RISPARMI IN TERMINI DI ENERGIA PRIMARIA E RIDUZIONE DEI PICCHI DI POTENZA DI ELETTRICITÀ DOVUTI AL CONDIZIONAMENTO (REFRIGERAZIONE, DEUMIDIFICAZIONE) IMPIANTI SOLARI TERMICI: MIGLIOR UTILIZZO DEGLI IMPIANTI, UTILIZZARE L ENERGIA SOLARE TUTTO L ANNO. AMMORTAMENTO PIÙ RAPIDO GRAZIE ALLA POSSIBILITÀ DI COPRIRE PIÙ AMPIA PARTE DEL FABBISOGNO.

23 REFERENZE SALERNO: CURIA VESCOVILE ROMA: UFFICI ENEA SUDAN: OSPEDALE RICCIONE: UFFICI ROMA: MENSA VATICANA PAVIA: CLINICA OSPEDALIERA

24 KLOBEN E ANCHE A.C.S. A CIRCOLAZIONE FORZATA A.C.S. A CIRCOLAZIONE NATURALE INTEGRAZIONE RADIANTE CON SOLARE IMPIANTI RADIANTI A PAVIMENTO IMPIANTI RADIANTI A SOFFITTO/PARETE IMPIANTI RADIANTI A SECCO

25 GRAZIE DELL ATTENZIONE OGNI ULTERIORE INFORMAZIONE: TELEFONO

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