Termotecnica Pompe di Industriale. Gli atti dei convegni e più di contenuti su

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1 Termotecnica Pompe di Industriale Calore Gli atti dei convegni e più di contenuti su

2 Solare Termico Le ultime innovazioni tecnologiche possono rivoluzionare l impiego e le strategie di progetto Mauro Braga Accademia Viessmann Milano, 30 giugno 2016

3 IL GRUPPO VIESSMANN ,2 22 Fondazione Dipendenti Fatturato 2014 (Mrd. ) Siti Produttivi in 11 stati 49 Società del gruppo, 35 distributori in 58 stati, uffici di rappresentanza in 85 stati Nazioni con rete commerciale propria o partner 121 Filiali di vendita 56 Percentuale di fatturato all estero

4 VIESSMANN ITALIA 1992 in italia 4 regioni commerciali 13 filiali Oltre installatori termoidraulici Oltre termotecnici 320 Centri Assistenza 250 collaboratori 150 direttamente presenti dai clienti 100 a supporto dei clienti (consulenza commerciale, tecnica e di prodotto, logistica, servizio tecnico, marketing, Accademia, amministazione)

5 PROGRAMMA COMPLETO Prodotti e sistemi per ogni esigenza Sistemi di riscaldamento Sistemi per l industria Sistemi per il freddo Tre divisioni: Sistemi per il riscaldamento, per l industria, per il freddo Offerte complete per tutte le esigenze: condomini, attività commerciali, industrie e reti di teleriscaldamento

6 Solare termico attuale Obiettivi e criticità Obietivi Autarchia energetica degli edifici Edifici a basso consumo Copertura fabbisogno energetico importante con fonti rinnovabili (RES) per i nuovi edifici (50% dal 01 gennaio 2017) Criticità Shift-time tra offerta e richiesta di energia termica Accumuli termici importanti e sovratemperature Formazione di vapore e picchi di pressione Limitazione delle superfici solari captanti

7 Solare termico attuale Tecnologia disponibile Drain-back Vantaggi Criticità - Acqua di impianto come vettore - Evita formazione vapore - Attenta posa tubazioni - Continuo apporto ossigeno - Evaporazione fluido vettore - Consumo elettrico maggiore - Superfici captanti limitate Sistema Aqua - Acqua di impianto come vettore - Idronica semplificata e unico scambiatore - Ostruzione passaggi collettori - Riscaldamento nel periodo freddo - Nessuna garanzia contro il gelo in caso di anomalia - Nessuna protezione anticorrosiva Heat-pipe Thermostop - Evita formazione vapore - Fluido vettore con funzione anticorrosiva e antigelo - Nessun dispositivo meccanico - Costo elevato - Necessaria inclinazione minima MCE Convegno 2016

8 Solare termico attuale Accontentarsi o innovare? Attuale tecnologia Basso indice di copertura fabbisogno Materiali con notevoli stress termici Fluido termovettore anticorrosivo e antigelo Autolimitazione nelle superfici solari esposte Soprattutto cosa cambiare? Materiali di costruzione (Guarnizioni-Tubazioni-Assorbitori-Isolamenti?) Profilo di carico Abitudini dell utenza Obiettivo innovazione Evitare temperature proibitive Nessun limite allo sfruttamento degli spazi disponibili Nessun dispositivo meccanico o elettronico Possibilità di soddisfare copertura energetica RES Riduzione ingombri accumuli Massimizzazione incentivo economico

9 Innovazione Proprietà del diossido di Vanadio Modifica della struttura cristallina del diossido di Vanadio struttura molecolare a freddo l irraggiamento solare viene captato dall assorbitore e ceduto all impianto attraverso il glicole aumentando la temperatura si modifica la struttura molecolare e il calore assorbito viene ceduto all ambiente ad una temperatura di ca.145 C l energia assorbita è pari all energia ceduta La superficie captante rivestita di diossido di vanadio (VO 2 ) blocca la radiazione infrarossa (ma non la luce visibile) ad elevate temperature.

10 Innovazione Assorbimento e Riflessione: nuova superficie Thermochrome Superficie captante standard Superficie Thermochrome SiO 2 SiO 2 Al CrN/CrON VO 2 /V 4 O 9 /Al 2 O 3 (Patent) Diossido di Vanadio come elemento principale blocca la radiazione infrarossa ad elevate temperature) La nuova superficie selettiva Thermochrome modifica le proprie caratteristiche ottiche in funzione della temperatura(modifica la propria struttura cristallina) ε (%) Il rendimento ottico (Assorbimento α) rimane inalterato (> 94%) La riflessione (Emissione ε) si adatta automaticamente all impianto. 5 T ( C)

11 Innovazione ThermProtect: Nuovo collettore solare con rivestimento selettivo brevettato ThermProtect Principio Thermochrome Nuovo rivestimento termocromatico Riduce la temperatura di stagnazione Evita la formazione di vapore

12 Assorbimento e Riflessione Assorbimento solare Superficie standard α>94% et ε<5% Superficie Thermocrome T<Tc α>94% et ε<6% T < 75 C Superficie Thermocrome T>Tc α>94% et ε > 40% T stag. < C ultravioletto Luce visibile Infrarosso Lunghezza d onda (nm)

13 Assorbimento e Riflessione >75 C Fino a 75 C Temperatura collettore Stato impianto Riflessione ε α ε Fino a 75 C > a 75 C Carico Utenza Utenza servita 6% da 6% a 40% ε

14 Analisi termografica (telecamera a infrarossi) Superfici selettive (Standard e ThermProtect) applicate allo stesso meandro. ε 6% Temp. <75 C ε 6% ε 40-45% Thermochrome ε 6% Standard Temp. >75 C

15 Rendimento termico in kwh t : 2collettori + Bollitore 300 litri

16 Test di laboratorio Collettore solare con ThermProtect Assorbimento solare Standard α = 95,5% ε = 5,5% Thermprotect α = 95% e ε = 6,5% T < Tc Prestazioni a temperature elevate Temp. 240 C per oltre 600 ore PC at 240 C after 18h 36h 75h 150h 300h 600h Sample# ,01 Sample# Sample# < 0,05 Presenza di elevata umidità dell aria Temp. 40 C 95% RH per 600 h PC at 240 C after 18h 36h 75h 150h 300h 600h Sample# Sample# Sample# < 0,05

17 Test ciclici Collettore solare con ThermProtect Cicli con Temp. comprese tra 40 e 140 C Svolti oltre 7000 cicli < 0,05 α, ε and PC values Before cycling After 7100 cycles α ε at low T ε at high T PC at low T PC at high T

18 Temperatura di stagnazione Collettore solare con ThermProtect T stag. Standard 190 C T stag. Thermochrome 145 C ThermProtect Standard Attivazione Thermocrhome (sec.) Condizioni di prova: 1000 W/m² 35 C

19 Pressione di vapore con Collettore solare ThermProtect L impianto non avrà più problemi di formazione di vapore? pressione vapore in bar(a) Con l innalzamento della pressione dell impianto viene evitata la formazione di vapore nel fluido termovettore temperatura in C * Riferito al fluido termovettore Tyfocor LS

20 Formazione di vapore Collettore solare con ThermProtect 2,0 1,8 1,6 1,4 ΔP (Bar) 1,2 1,0 0,8 P > 1,2 bar ThermProtect Standard 0,6 0,4 Nessuna formazione di vapore 0,2 Condizioni di prova: 1000 W/m² 35 C tempo (s)

21 Adeguamento parametri impianto con Collettore solare ThermProtect Esempio con altezza statica 10 m Pressione di precarica, pressione impianto Vitosol 200-FM 1 Pressione impianto solare 3,0 bar 2 calcolo con altezza statica + 0,1 bar / m 1,0 bar 3 Pressione impianto (manometro) 4,0 bar Riserva di pressione per sfiato + 0,1 bar Pressione piena 4,1 bar Pressione impianto dopo lo sfiato 4,0 bar Prova di tenuta idraulica 4 Calcolo per m di altezza extra tra manometro e vaso ad espansione - 0,3 bar 0,1 bar x 1 m = 0,1 bar 5 Pressione di precarica vaso ad 3,8 bar espansione Avvertenza: annotare questo valore sul vaso ad espansiona alla voce "precarica"

22 Nuovi criteri di progettazione con Solare Termico TherProtect L innovativo ThermProtect comporta: diverso approccio di dimensionamento superfici e accumuli diversi parametri di pressione e temperature nuove potenzialità e campi di impiego Possibilità di soddisfare quota di copertura per la Direttiva RES (fino al 50% dal 2017) con produzione acqua calda sanitaria e significativa integrazione riscaldamento

23 Ampia copertura del fabbisogno con collettore solare ThermProtect Non esistono problemi di sovradimensionamento Superfici esposte in funzione di area disponibile Accumuli comunque contenuti Copertura RES e del fabbisogno significativa

24 Rapporto accumulo/superficie captante con collettore solare ThermProtect Capacità di accumulo svincolata dalla possibile formazione di vapore e persistere di elevate temperature Rapporto accumulo/superficie captante in funzione del solo fabbisogno dell utenza Riduzione della necessità di accumulo importanti quindi riduzione degli spazi necessari e delle dispersioni per mantenimento Conseguente riduzione dei costi di installazione ed esercizio.

25 Confronto Collettori solari termici Standard - ThermProtect Collettore Standard Collettore ThermProtect Rendimento ottico α > 94% α > 94% ε < 6% per basse T ε < 6% per basset ε < 6% per alte T ε > 40% per elevate T T stagnazione 190 C T stagnazione < C Picchi di pressione: Elevata (>1 bar) Potenza termica generata : Elevata Problemi di stagnazione: SI Affidabilità : Variabile Sovradimensionamento: da evitare Picchi di pressione : Nessuno Potenza termica generata : Elevata Problemi di stagnazione: NO Affidabilità : Garantita Sovradimensionamento: SI

26 Conclusioni Possibilità di sfruttare superfici captanti ben maggiori con notevole aumento del grado di copertura solare del fabbisogno Contributo significativo all innalzamento della classe energetica Possibilità di soddisfare la copertura da RES richiesta dal Dlgs. 28/11 senza le tradizionali criticità legate a sovratemperatura o presenza di vapore Possibilità di sfruttare completamente detrazioni fiscali e il nuovo conto termico sia per l elevato grado di rendimento certificato Keymark, come richiesto da quest ultimo, sia per una maggiore superficie captante installata e incentivabile

27 grazie per l attenzione Solare Termico Le ultime innovazioni tecnologiche possono rivoluzionare l impiego e le strategie di progetto Mauro Braga Accademia Viessmann