Convenzione Quadro ENEA UNICLAM Università degli studi di Cassino e del Lazio Meridionale GLI IMPIANTI DI SOLAR HEATING AND COOLING

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1 Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l energia e lo sviluppo economico sostenibile Convenzione Quadro ENEA UNICLAM Università degli studi di Cassino e del Lazio Meridionale GLI IMPIANTI DI SOLAR HEATING AND COOLING VISITA AI LABORATORI ED IMPIANTI DEL C.R. CASACCIA DEL 12 GIUGNO 2012 Referente scientifico: Ing. Andrea Calabrese andrea.calabrese@enea.it

2 Piano d Azione per l Efficienza Energetica: Impieghi finali d energia per settore Anno 2010 Fonte: elaborazione ENEA su dati MSE La ripartizione degli impieghi tra i diversi settori mostra una forte incidenza di quello relativo agli usi civili, con una quota salita dal 30,8% del 2004 al 35,0% del Seguono il settore dei trasporti (31,0%) e dell industria (23%). Nel 2010, il consumo finale di energia è stato pari a 137,5 Mtep, con un incremento del 3,6% rispetto al Tale crescita è dovuta alla ripresa dei consumi nel settore industriale (+5,5%), negli usi non energetici (+12,9%) e negli usi del settore civile (+4,1%). Energia totale utilizzata in una abitazione: 11/2008

3 Quadro legislativo di riferimento: D. Lgs. 28/11: Attuazione della direttiva 2009/28/CE sulla promozione dell uso dell energia da fonti rinnovabili Decreto Legislativo n. 28 del 3 marzo 2011 Incremento uso Energie Rinnovabili Nel caso di edifici nuovi o edifici sottoposti a ristrutturazioni rilevanti, gli impianti di produzione di energia termica devono essere progettati e realizzati in modo da garantire il contemporaneo rispetto della copertura, tramite il ricorso ad energia prodotta da impianti alimentati da fonti rinnovabili, del 50% dei consumi previsti per l acqua calda sanitaria e delle seguenti percentuali della somma dei consumi previsti per l acqua calda sanitaria,il riscaldamento e il raffrescamento: il 20 per cento quando la richiesta del pertinente titolo edilizio è presentata dal 31 maggio 2012 al 31 dicembre 2013; il 35 per cento quando la richiesta del pertinente titolo edilizio è presentata dal 1 gennaio 2014 al 31 dicembre 2016; il 50 per cento quando la richiesta del pertinente titolo edilizio è rilasciato dal 1 gennaio Gli unici generatori in grado di rispettare i dettami del DLgs sono le pompe di calore elettriche a compressione, le pompe di calore alimentate a gas (sia a compressione che ad assorbimento) e le caldaie a biomassa. UN IMPIANTO DI SOLAR HEATING AND COOLING GARANTISCE LARGAMENTE LE PERCENTUALI ATTESE DAL D.lgs. 28/11

4 Riscaldare con il sole PERIODO INVERNALE: il riscaldamento degli ambienti è realizzato mediante pannelli radianti a pavimento, alimentati a bassa temperatura per massimizzare l utilizzo dell energia termica fornita dal sole

5 Riscaldare con il sole utilizzando sistemi radianti: La norma UNI EN stabilisce un limite fisiologico alla temperatura massima del pavimento in relazione al tipo di locale: Range T mandata pannelli: C DT massimo circuito pannelli: 20 C

6 Componenti Principali d impianto: Pannelli solari a tubi evacuati: Dati tecnici: Superficie singolo pannello = 3,75 [m 2 ]; Superficie campo solare = 56 [m 2 ]; Potenza termica 25 [kwth].

7 Componenti Principali d impianto: Dry cooler: Caldaia di integrazione: Dati tecnici: P estate dissipata = 36 [kw]; Pelettrica = 0,2 [kw]; Qaria = 3200 [m 3 /h]; Volume 30 dm 3 ; Dati tecnici: Potenza termica utile = 43,9 [kw]; Pmax esercizio = 4 [bar].

8 Componenti Principali d impianto: Scambiatore a piastre campo solare e caldaia di integrazione: Serbatoio di accumulo caldo: Dati tecnici: P=50[kW]; Superficie di scambio termico = 0,9 [m 2 ]. Dati tecnici: capacità 1500 L;

9 SCHEMA FUNZIONALE d impianto: FE07 FE01 FE02 FE03

10 Dati di monitoraggio invernali: FEBBRAIO /02 28/ / /02

11 Dati di monitoraggio invernali: FEBBRAIO 2012 Energia necessaria a riscaldare gli ambienti: dal 09 al 29 / 02 / 2012 DATA: KWH Thu 02/09 320,0 Fri 02/10 290,0 Sat 02/11 310,0 Sun 02/12 330,0 Mon 02/13 340,0 Tue 02/14 330,0 Wed 02/15 270,0 Thu 02/16 250,0 Fri 02/17 230,0 Sat 02/18 190,0 Sun 02/19 190,0 Mon 02/20 130,0 Tue 02/21 150,0 Wed 02/22 150,0 Thu 02/23 150,0 Fri 02/24 160,0 Sat 02/25 120,0 Sun 02/26 130,0 Mon 02/27 130,0 Tue 02/28 130,0 Wed 02/29 140,0 TOTALE 02/2012: 4440, Febbraio 2012 Funzionamento impianto di tipo CONTINUO Febbraio 2012 Funzionamento impianto di tipo INTERMITTENTE (dalle ore 7.00 alle ore 17.00)

12 Dati di monitoraggio invernali: FEBBRAIO 2012 Energia fornita dalla caldaia integrativa: dal 09 al 29 / 02 / 2012 DATA: KWH Thu 02/09 180,0 Fri 02/10 269,0 Sat 02/11 284,0 Sun 02/12 303,0 Mon 02/13 223,0 Tue 02/14 199,0 Wed 02/15 165,0 Thu 02/16 121,0 Fri 02/17 115,0 Sat 02/18 165,0 Sun 02/19 175,0 Mon 02/20 125,0 Tue 02/21 81,0 Wed 02/22 63,0 Thu 02/23 61,0 Fri 02/24 52,0 Sat 02/25 25,0 Sun 02/26 46,0 Mon 02/27 48,0 Tue 02/28 45,0 Wed 02/29 59,0 TOTALE 02/2012: 2804, Febbraio 2012 Funzionamento impianto di tipo CONTINUO Febbraio 2012 Funzionamento impianto di tipo INTERMITTENTE (dalle ore 7.00 alle ore 17.00)

13 Dati di monitoraggio invernali: FEBBRAIO 2012 Energia fornita dal campo solare: dal 09 al 29 / 02 / 2012 (di cui kwh utili) 9 17 Febbraio 2012 Funzionamento impianto di tipo CONTINUO Febbraio 2012 Funzionamento impianto di tipo INTERMITTENTE (dalle ore 7.00 alle ore 17.00) DATA: KWH Thu 02/09 156,0 Fri 02/10 1,0 Sat 02/11 0,0 Sun 02/12 31,0 Mon 02/13 148,0 Tue 02/14 158,0 Wed 02/15 135,0 Thu 02/16 170,0 Fri 02/17 139,0 Sat 02/18 26,0 Sun 02/19 13,0 Mon 02/20 10,0 Tue 02/21 103,0 Wed 02/22 124,0 Thu 02/23 152,0 Fri 02/24 160,0 Sat 02/25 145,0 Sun 02/26 91,0 Mon 02/27 168,0 Tue 02/28 152,0 Wed 02/29 152,0 TOTALE 02/2012: 2234,0

14 Dati di monitoraggio invernali: FEBBRAIO 2012 Temperatura esterna: FEBBRAIO Febbraio 2012 Funzionamento impianto di tipo CONTINUO Febbraio 2012 Funzionamento impianto di tipo INTERMITTENTE (dalle ore 7.00 alle ore 17.00)

15 Dati di monitoraggio invernali: MARZO /03 29/03

16 Dati di monitoraggio invernali: MARZO 2012 Energia necessaria a riscaldare gli ambienti: dal 01 al 31 / 03 / 2012 DATA: KWH Thu 03/01 110,0 Fri 03/02 70,0 Sat 03/03 110,0 Sun 03/04 110,0 Mon 03/05 80,0 Tue 03/06 110,0 Wed 03/07 150,0 Thu 03/08 120,0 Fri 03/09 120,0 Sat 03/10 120,0 Sun 03/11 130,0 Mon 03/12 130,0 Tue 03/13 110,0 Wed 03/14 50,0 Thu 03/15 110,0 Fri 03/16 50,0 Sat 03/17 110,0 Sun 03/18 30,0 Mon 03/19 120,0 Tue 03/20 40,0 Wed 03/21 110,0 Thu 03/22 40,0 Fri 03/23 100,0 Sat 03/24 30,0 Sun 03/25 40,0 Mon 03/26 100,0 Tue 03/27 40,0 Wed 03/28 40,0 Thu 03/29 90,0 Fri 03/30 50,0 Sat 03/31 30,0 TOTALE 03/2012: 2650,0 Funzionamento impianto di tipo INTERMITTENTE (dalle ore 7.00 alle ore 17.00)

17 Dati di monitoraggio invernali: MARZO 2012 Energia fornita dalla caldaia integrativa: dal 01 al 31 / 03 / 2012 DATA: KWH Thu 03/01 37,0 Fri 03/02 0,0 Sat 03/03 33,0 Sun 03/04 8,0 Mon 03/05 6,0 Tue 03/06 34,0 Wed 03/07 44,0 Thu 03/08 29,0 Fri 03/09 14,0 Sat 03/10 16,0 Sun 03/11 16,0 Mon 03/12 27,0 Tue 03/13 14,0 Wed 03/14 7,0 Thu 03/15 17,0 Fri 03/16 6,0 Sat 03/17 16,0 Sun 03/18 6,0 Mon 03/19 47,0 Tue 03/20 28,0 Wed 03/21 0,0 Thu 03/22 24,0 Fri 03/23 1,0 Sat 03/24 7,0 Sun 03/25 7,0 Mon 03/26 13,0 Tue 03/27 6,0 Wed 03/28 9,0 Thu 03/29 7,0 Fri 03/30 8,0 Sat 03/31 6,0 TOTALE 03/2012: 493,0 Funzionamento impianto di tipo INTERMITTENTE (dalle ore 7.00 alle ore 17.00)

18 Dati di monitoraggio invernali: MARZO 2012 Energia fornita dal campo solare: dal dal 01 al 31 / 03 / 2012 DATA: KWH Thu 03/01 146,0 Fri 03/02 134,0 Sat 03/03 73,0 Sun 03/04 127,0 Mon 03/05 97,0 Tue 03/06 40,0 Wed 03/07 147,0 Thu 03/08 163,0 Fri 03/09 156,0 Sat 03/10 146,0 Sun 03/11 162,0 Mon 03/12 115,0 Tue 03/13 151,0 Wed 03/14 96,0 Thu 03/15 149,0 Fri 03/16 82,0 Sat 03/17 99,0 Sun 03/18 64,0 Mon 03/19 16,0 Tue 03/20 108,0 Wed 03/21 132,0 Thu 03/22 39,0 Fri 03/23 105,0 Sat 03/24 91,0 Sun 03/25 54,0 Mon 03/26 123,0 Tue 03/27 48,0 Wed 03/28 61,0 Thu 03/29 140,0 Fri 03/30 50,0 Sat 03/31 69,0 TOTALE 03/2012: 3183,0 (di cui kwh utili) Funzionamento impianto di tipo INTERMITTENTE (dalle ore 7.00 alle ore 17.00)

19 Dati di monitoraggio invernali: MARZO 2012 Temperatura esterna: / 03 / 2012 Funzionamento impianto di tipo INTERMITTENTE (dalle ore 7.00 alle ore 17.00)

20 Dati di monitoraggio invernali: APRILE /04 12/04

21 Dati di monitoraggio invernali: APRILE Energia necessaria a riscaldare gli ambienti: dal 01 al 15 / 04 / 2012 Funzionamento impianto di tipo INTERMITTENTE (dalle ore 7.00 alle ore 17.00)

22 Dati di monitoraggio invernali: APRILE 2012 Energia fornita dalla caldaia integrativa: dal 01 al 15 / 04 / 2012 Funzionamento impianto di tipo INTERMITTENTE (dalle ore 7.00 alle ore 17.00)

23 Dati di monitoraggio invernali: APRILE 2012 Energia fornita dal campo solare: dal 01 al 15 / 04 / 2012 Funzionamento impianto di tipo INTERMITTENTE (dalle ore 7.00 alle ore 17.00) (di cui 739 kwh utili)

24 Dati di monitoraggio invernali: APRILE 2012 Temperatura esterna: / 04 / 2012 Funzionamento impianto di tipo INTERMITTENTE (dalle ore 7.00 alle ore 17.00)

25 Dati di monitoraggio invernali: 09 FEBBRAIO 15 APRILE ,00 kwh FE01 FE ,00 kwh 6.576,00 kwh 38 ALL EDIFICIO: solar heating ALL EDIFICIO: caldaia Utili: P th =4.535,00 kwh Utili: P th =3.628,00 kwh 9 17 Febbraio 2012: Funzionamento impianto di tipo CONTINUO 19 Febbraio Aprile 2012: Funzionamento impianto di tipo INTERMITTENTE (dalle ore 7.00 alle ore 17.00)

26 Dati di monitoraggio invernali: 09 FEBBRAIO 15 APRILE 2012 D1: Perdite pannelli + Diss. Dry cooler D2: Efficienza scamb. + T ( sole accumulo ) D3: Calore accumulato ma non utilizzato 9 17 Febbraio 2012: Funzionamento impianto di tipo CONTINUO 19 Febbraio Aprile 2012: Funzionamento impianto di tipo INTERMITTENTE (dalle ore 7.00 alle ore 17.00)

27 Dati di monitoraggio invernali: 09 FEBBRAIO 15 APRILE Febbraio 2012: Funzionamento impianto di tipo CONTINUO 19 Febbraio Aprile 2012: Funzionamento impianto di tipo INTERMITTENTE (dalle ore 7.00 alle ore 17.00)

28 RISPARMIO ECONOMICO: 09 FEBBRAIO 15 APRILE 2012 DATI ENERGETICI: DATI TECNICO ECONOMICI: 0,8638 costo gas metano [ /Nm 3 ] Anno 2012, tasse incluse 9,50 PCI gas [kwh/nm 3 ]; 0,83rendimento caldaia; (Fonte PER PRODURRE L ENERGIA GRATUITAMENTE OTTENUTA DAL CAMPO SOLARE CON UNA CALDAIA A GAS METANO SAREBBERO SERVITI: circa 574,0 [Nm 3 ] di gas metano [Nm 3 ] circa 496,0 in 67 giorni di funzionamento Risparmio annuo stagione riscaldamento 1.236,00 Costo impianto: ,00 Tempo ritorno investimento: 15 anni e mezzo (167 giorni di riscaldamento)

29 INCENTIVI FISCALI PER INSTALLAZIONE DI PANNELLI SOLARI TERMICI: QUANDO NASCONO GLI INCENTIVI: ATTUALE QUADRO LEGISLATIVO: Il Decreto Salva Italia del Governo Monti (Legge n. 214 del 22 dicembre 2011) ha poi prolungato fino al 31 dicembre 2012 la validità del bonus del 55% alle stesse condizioni e ha aggiunto tra gli interventi che possono godere dell agevolazione anche la sostituzione degli scaldacqua tradizionali con quelli a pompa di calore utilizzati per la produzione di acqua calda sanitaria (ACS). Risparmio annuo stagione riscaldamento: 1.236,0 Costo di fornitura e posa in opera impianto: ,0 Detrazione fiscale 55% in 10 anni: ,0 Investimento effettivo da sostenere: 8.640,0 Tempo ritorno investimento con incentivo fiscale: 7 anni

30 B) Il solar cooling: Impianti di solar cooling con gruppo frigo ad assorbimento PERIODO ESTIVO: coincidenza del picco di richiesta di energia frigorifera con il periodo di massima disponibilità di energia solare.

31 B) Il solar cooling: Componenti Principali d impianto: Gruppo frigo ad assorbimento (acqua bromuro di litio): Torre Evaporativa: Serbatoio di accumulo acqua refrigerata: Dati tecnici: Potenza frigorifera =18 [kwf]; Potenza termica in =25 [kwt]; Dati tecnici: Potenzialità = 43 [kw] (Tbu=25,6[ C]; TH 2 O in=35[ C]; TH 2 O out=30 [ C]); Portata aria = 7.500,0 [m 3 /h]; Portata acqua = 7.400,0 [l/h] Dati tecnici: capacità 1000 L;

32 B) Il solar cooling: Schema di funzionamento gruppo frigo ad assorbimento acqua bromuro di litio Temperatura [ C] T Heat Medium Inlet 88 T Heat Medium Outlet 83 Chilled Water Inlet 12,5 Chilled Water Outlet 7 Cooling Water Inlet 31 Cooling Water Outlet 35 Potenza elettrica assorbita: 48 [W]

33 B) Il solar cooling: SCHEMA FUNZIONALE d impianto: FE04 FE05 FE07 FE06 FE01 FE02 FE03

34 B) Il solar cooling: Dati di monitoraggio estivo: GIUGNO /06 10/06

35 B) Il solar cooling: Dati di monitoraggio estivo: GIUGNO kwh ENERGIA TERMICA FORNITA DA CAMPO SOLARE: FE05 SOLARE = 455 [kwh]; ENERGIA TERMICA FORNITA DA CALDAIA INTEGRATIVA: FE03 =168 [kwh]; ENERGIA TERMICA IMMAGAZZINATA: FE02 = 982 [kwh];

36 B) Il solar cooling: Dati di monitoraggio estivo: GIUGNO kwh 623 kwh 335 kwh COEFFICIENT OF PERFORMANCE (COP) reale medio in funzionamento :0,53 (01 giugno 11 giugno 2012)

37 CONTROLLO E GESTIONE DELL IMPIANTO: BX EINSTEIN

38 Visione d insieme dell impianto: Impianto di Solar heating and cooling innovativo su Edificio F92

39 Le nostre attività di ricerca e sviluppo: Il portale allestito è visitabile all indirizzo