Aerotermia e geotermia Dalla natura le fonti per un riscaldamento ad alta efficienza energetica. Case History Areotermia e Geotermia

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1 Verona, 4 maggio 2011 Aerotermia e geotermia Dalla natura le fonti per un riscaldamento ad alta efficienza energetica. Case History Areotermia e Geotermia Fernando Pettorossi Capogruppo del Gruppo Italiano Pompe di Calore

2 APPLICAZIONI EMBLEMATICHE DI SISTEMI AEROTERMICI, IDROTERMICI E GEOTERMICI AD ALTA EFFICIENZA ENERGETICA TRAMITE POMPE DI CALORE LA REALE TUTELA DELL AMBIENTE COMPORTA INEVITABILMENTE L ELIMINAZIONE DEGLI SPRECHI ENERGETICI E L UTILIZZO DI TECNOLOGIE CHE CONSENTONO LA PIU AMPIA DIFFUSIONE POSSIBILE DI IMPIEGO DELLE RINNOVABILI ARIA ARIA TERRENO FALDE ACQUIFERE ACQUE SUPERFICIALI (laghi, fiumi) MARE

3 ENERGIA SPESA NEL CICLO DI VITA DEL COMBUSTIBILE CONTENUTO ENERGETICO ALLA FONTE CONTENUTO ALLA PRODUZIONE COSTRUZIONE IMPIANTO DI ESTRAZIONE ESTRAZIONE TRASPORTO RAFFINAZIONE DISTRIBUZIONE CONTENUTO ALLA PRODUZIONE ELETTRICITA ENERGIA ALL UTENZA INVESTIMENTO IMPIANTO GENERAZIONE GENERAZIONE ELETTRICA CALORE DI SCARICO (CARNOT) DISTRIBUZIONE Fonte CNR

4 CASE-HISTORY 1 Ex IPAI di VERCELLI (Italia) - Sistema integrato geotermico, fotovoltaico e solare termico con accumulo (240 kw_anno 2010)

5

6 CONFRONTO TRA SOLUZIONI: VERTICALE - ORIZZONTALE 1 C Sonde verticali n. 24 pozzi 19 m 44 conv. Ø0,8 10 C 13 C 0,7 C 2 C Sonde orizzontali n. 62 trincee T Indisturbata 1 C 3 m T Indisturbata T con prelievo T con prelievo 120 m 14 C 14 C

7 EX IPAI VERCELLI: ANDAMENTO GIORNALIERO DELLE TEMPERATURE DELL ACCUMULO NELLE DUE ALTERNATIVE

8 EX IPAI VERCELLI: PRESTAZIONI DELLE POMPE DI CALORE NELLE DUE ALTERNATIVE SUPPLY TEMP. 35 C (wallpanel) 5,1 SUPPLY TEMP C (wallpanel) COP 5 4 3,2 EER 3 2 SUPPLY TEMP C (fan coil) SUPPLY TEMP. 7 C (fan coil) 1 HEATING MODE COOLING MODE 0 2,5 5 7, , , ,5 Thermal sink temperature C 25 27,5 30

9 EX IPAI VERCELLI: LE SONDE ORIZZONTALI DI CAPTAZIONE GEOTERMICA

10 EX IPAI VERCELLI: IL CANTIERE

11 EX IPAI VERCELLI: CAMPO GEOTERMICO TAV. 8 /REV DISPOSIZIONE CAMPO GEOTERMICO 15 trincee passo 3 m 22 trincee passo 3 m 39 m 66 m 14 m 26 trincee passo 3 m

12 EX IPAI VERCELLI: CONTRIBUTI DI ENERGIA SOLARE CONTRIBUTO SOLARE TERMICO CONTRIBUTO SOLARE FOTOVOLTAICO KWh/m 2 x100 m 2 (η= 0,6) : ~ KWh/anno (pari ad 83% fabbisogno a.s.) KWh EL /KWp x 9 KWp: ~ KWh/anno

13 EX IPAI VERCELLI: GESTIONE AUTOMATICA DEI FLUSSI DI ENERGIA FV SMC ST FLUIDI FORZA MOTRICE SEGNALE COMANDO T T CG CG INV ACQUE GRIGE GP2 T ACC GP3 SG SS V33 CS V33 CS SD BO SO GP1 V31 V31 PC2 CO EV N AER TR RE 1 GP1 V32 V1 V32 EV DES CO N PG TL1 TL2 PC1 SSC LEGENDA SZ RET E ACC BO CON CG CS RETE DES EV FV GP1/2/3/4 Accumulo Termico Boilitore Acqua Sanitaria Condensatore Pompa di Calore Collettore serpentine geotermiche Collettore pannelli solari termici Cabina di trasformazione elettrica Desurriscaldatore Pompa di calore Evaporatore Pompa di calore Schiera Pannelli Fotovoltaici Gruppi pompe INV PG PC1/2 RE1 SG SMC SS SSC ST SD Inverter Schiera prelievi Geotermici Pompe di calore Resistenze Elettriche Ausiliarie Scambiatore fluido geotermico Sistema di monitoraggio e controllo Scambiatore fluido solare Sistema elettrico Scambio sul Posto Collettori solari termici Scambiatore desurriscaldatore S0 SZ T TL1/2 TR V31/2/3 V1 AER Scambiatore solare boiler Sezionatore manuale Mizura di temperatura Sezionatori telecomandati Trasformatore Valvole azionate a tre via Valvole di intercettazione azionate Aerotermo

14 EX IPAI VERCELLI : I RISPARMI ENERGETICI PREVISTI

15 EX IPAI VERCELLI: I RISPARMI ECONOMICI PREVISTI Consumo termico (KWh ter /a) Consumo elettrico (KWh el /a) Convenzionale Equival. Sistema attuale Costi esercizio ( /a) Confronto esercizio ( /a) Costo investimento ( ) investimento ( ) NOTE: Costo energia termica 0,08 /KWh ter Costo energia elettrica 0,2 /Kwh el I costi di investimento comprendono i sistemi solari in entrambi i casi

16 CASE-HISTORY 2 Ristrutturazione e intervento su impianto esistente L edificio: Abitazione singola e isolata Anno di costruzione 1976 Località: Pontelongo (PD) Superficie=230 m 2: 2 piani 2 bagni con doccia Impianto a termosifoni Occupazione normale 3 persone

17 RISTRUTTURAZIONE: INTERVENTO SU IMPIANTO ESISTENTE La ristrutturazione prevedeva: Realizzazione del cappotto esterno Isolamento tetto Sostituzione degli infissi Sostituzione della vecchia caldaia Inoltre La proprietà richiedeva l installazione di un sistema di condizionamento estivo

18 RISTRUTTURAZIONE: INTERVENTO SU IMPIANTO ESISTENTE Software utilizzato: Per la valutazione dei carichi termici e la della classe energetica dell edificio si è utilizzato DOCET, software sviluppato da ITC, CNR ed ENEA. I calcoli sono stati effettuati secondo la UNI TS 11300

19 RISTRUTTURAZIONE: INTERVENTO SU IMPIANTO ESISTENTE Valutazione dei fabbisogni di SOLO RISCALDAMENTO

20 RISTRUTTURAZIONE: INTERVENTO SU IMPIANTO ESISTENTE Valutazione dei fabbisogni di ACQUA CALDA SANITARIA

21 RISTRUTTURAZIONE: INTERVENTO SU IMPIANTO ESISTENTE Soluzione proposta e adottata dal progettista: sistema a pompa di calore: Questa tipologia di pompa di calore è in grado di produrre acqua calda fino a 65 C e di funzionare fino a -20 C di aria esterna

22 RISTRUTTURAZIONE: INTERVENTO SU IMPIANTO ESISTENTE La soluzione con pompa di calore VANTAGGI: Impianto di condizionamento realizzato con unità ad acqua Unica unità per riscaldamento, condizionamento e ACS Massimo risparmio energetico

23 RISTRUTTURAZIONE: INTERVENTO SU IMPIANTO ESISTENTE Nuova classificazione energetica L utilizzo della pompa di calore ha inoltre permesso di aumentare la classe di efficienza energetica dell edificio

24 RISTRUTTURAZIONE: INTERVENTO SU IMPIANTO ESISTENTE Doppio contatore: D2 + BTA (3+10kW) PdC con COP m.a.=3,2 Caldaia con η=90%

25 RISTRUTTURAZIONE: INTERVENTO SU IMPIANTO ESISTENTE Risparmio di costi esercizio dell impianto di riscaldamento 572 /anno pari al 30%

26 CASE-HISTORY 3 Realizzazione nuovo impianto L edificio Abitazione singola e isolata Anno di costruzione 2008 Località: Strà (PD) Superficie: 320 m 2 su due piani 4 bagni con doccia e vasca Impianto radiante a pavimento riscaldamento e raffrescamento Impianto di deumidifica Occupazione normale 4 persone La richiesta della committenza: impianto ad alta efficienza, adatto per essere integrato ad un futuro impianto fotovoltaico, per riscaldamento, condizionamento e produzione ACS con classe energetica elevata

27 REALIZZAZIONE NUOVO IMPIANTO Dai calcoli risulta che per Superficie netta: 282m 2 Volume lordo riscaldato: 1.071m 3 Volume netto riscaldato: 750m 3 il fabbisogno di energia termica sarà di.. Per il riscaldamento: kwh/anno Per la produzione di kwh/anno PER UN TOTALE DI kwh/anno di energia termica

28 REALIZZAZIONE NUOVO IMPIANTO Classificazione energetica dell edificio Con impianto a pompa di calore l edificio è risultato essere in classe energetica B

29 REALIZZAZIONE NUOVO IMPIANTO La soluzione proposta e adottata dal progettista: sistema a pompa di calore Questa tipologia di pompa di calore è in grado di produrre acqua calda fino a 60 C e di funzionare fino a -15 C di aria esterna

30 REALIZZAZIONE NUOVO IMPIANTO La soluzione con pompa di calore VANTAGGI: Unica unità per riscaldamento, condizionamento e ACS Recupero totale estivo dell energia di condensazione Massimo risparmio energetico

31 REALIZZAZIONE NUOVO IMPIANTO Doppio contatore: D2 + BTA (3+10kW) PdC con COP m.a.=3,7 Caldaia con η=105%

32 REALIZZAZIONE NUOVO IMPIANTO Risparmio di costi esercizio dell impianto di riscaldamento 490 /anno pari al -31%

33 CASE-HISTORY 4 Realizzazione nuovo complesso adibito ad uffici L Edifico Nuovo Palazzo Uffici m²: 2 edifici da 5 piani Zona climatica: E Milano Impianto a pompa di calore aria-aria_caldo, freddo e ACS: VRV_Sistema ad espansione diretta, a Volume di Refrigerante Variabile, a Recupero di Calore Capacità di raffreddamento installata: 1,575 MW Progetto integrato finalizzato a: Climatizzazione - Diffusione dell Aria Ventilazione Illuminazione - Pannelli Fotovoltaici sul tetto - Sistema di recupero acquepiovane- Acustica

34 REALIZZAZIONE NUOVO COMPLESSO PER UFFICI IMPIANTO DI CLIMATIZZAZIONE: unità interne canalizzabili possibilità di riscaldare/raffreddare in modo indipendente elevata QUALITA dell ARIA in AMBIENTE VENTILAZIONE: aria di rinnovo fornita tramite sistema a recupero termodinamico e espansione diretta 2x m3/h risparmio di energia grazie ad un efficienza di recupero pari all 88% ridotti costi di manutenzione

35 REALIZZAZIONE NUOVO COMPLESSO PER UFFICI VALUTAZIONE ECONOMICA ED ENERGETICA COSTI D ESERCIZIO Superficie Totale: m 2 Condizioni di progetto: T cool = 26 C; T heat =21 C Ventilazione: m 3 (continui) Consumo totale = kwh (E)/anno - Climatizzazione = kwh (E)/anno (48%) - Ventilazione = kwh (E)/anno (9%) - Altri (acqua calda sanitaria, acqua, ecc.) = kwh (E)/anno (7%) - Forza motrice e illuminazione = kwh (E)/anno (35%) - Contributo dei pannelli fotovoltaici = kwh (E)/anno Consumo Totale Netto = kwh (E)/anno 29,4 kwh/m2/anno per la climatizzazione Fornitura in Media Tensione (0,12 /kwh) /anno (climatizzazione) (il valore non considera il contributo dell incentivo per i sistemi fotovoltaici)

36 REALIZZAZIONE NUOVO COMPLESSO PER UFFICI RAGGIUNTA LA CERTIFICAZIONE IN TRIPLA A 1_Classe A: edificio di qualità per climatizzazione e materiali utilizzati 2_Classe A: Edificio Antisismico 3_Classe A: Certificato di Efficienza Energetica Norma di riferimento Limiti minimi Edifici o Risparmio Lombardia (Legge Regionale D.L. 311) Legge Nazionale (L. 10/91) 11,69 kwh/m 3 19 kwh/m 3 5,9 kwh/m 3-50% -69%

37 REALIZZAZIONE NUOVO COMPLESSO PER UFFICI CLASSE ENERGETICA : CONFRONTO CON IMPIANTO TRADIZIONALE

38 GRAZIE PER L ATTENZIONE

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