Risultati del monitoraggio di un impianto con pompa di calore ad assorbimento

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1 Risultati del monitoraggio di un impianto con pompa di calore ad assorbimento Francesca Bazzocchi Ricercatrice dipartimento Sviluppo dei Sistemi Elettrici - RSE Pompe di calore ad assorbimento a metano ed energie rinnovabili: 1 anno, primi risultati

2 Monitoraggi energetici: risultati ed esperienza acquisita Monitoraggio, perché? Tecnologia innovativa, impianti complessi Miglioramento esercizio impianto in esame Caso studio per prevenzione criticità in altri impianti Informazioni utili al costruttore per il miglioramento delle macchine Informazioni dirette e indipendenti sulle prestazioni da attendersi in campo (per i progettisti di impianti ) 2

3 Il monitoraggio Monitoraggi stagionali Scansione dei dati ogni 2-3 secondi Acquisizione dei dati medi al minuto Elaborazione locale con PC e controllo remoto tramite modem GSM Misura dell energia termica utile prodotta, di quella termica in ingresso e dei consumi elettrici ausiliari 3

4 GAS Schema dell impianto termico Gruppo composto da due pompe di calore GAHP-A HT preassemblate (RTA HT) e un gruppo modulare a condensazione GMC3 2x100 kw A.C.S. 800 litri 3" 3" Acquedotto GAS caldaia caldaia RTA CC GMC 200 con separatore idraulico 4

5 Caratteristiche principali delle PdC Gruppo preassemblato composto da due unità GAHP-A HT Potenza termica nominale: 76,6 kw 1 (71,4 kw) 2 Portata termica nominale: 51,4 kw 1 (50,5 kw) 2 Potenza elettrica nominale: 1.8 kw 1 (1.8 kw) 2 Efficienza utilizzo gas G.U.E. 152% 1 (141.5%) 2 1 (Temperatura mandata 50 C, ritorno 40 C, aria 7 C, PCI MJ/Sm 3 ) 2 (Temperatura mandata 55 C, ritorno 45 C, aria 7 C, PCI MJ/Sm 3 ) 5

6 Caratteristiche principali dei generatori a condensazione Due generatori a condensazione accoppiati alle PdC Potenza termica nominale (80/60 C): 204 kw Portata termica nominale: 210 kw Potenza elettrica nominale: 0.4 kw Rendimento nominale (80/60 C): 97.4% Rendimento nominale (50/30 C): 105.1% 6

7 Luogo di installazione Robur sede di Verdellino/Zingonia (BG) Riscaldamento del reparto produttivo, tramite batterie termoventilanti, e produzione acqua calda sanitaria spogliatoi. 7

8 Principali grandezze monitorate Temperatura mandata, ritorno e portata acqua PdC Temperatura, pressione e portata gas metano PdC Temperatura mandata, ritorno e portata acqua impianto Temperatura, pressione e portata gas metano caldaie Temperatura aria esterna Grandezze elettriche 8

9 Temperatura mandata PdC [ C] Funzionamento inverno 2011/2012 Data di inizio acquisizione dati monitoraggio: 28 novembre 2011 Ultimi dati acquisiti: 30 marzo 2012 Set point temperatura di mandata all impianto (circuito secondario): variabile con curva climatica da 50 C a 57 C rispettivamente con aria esterna a 15 C e -5 C Pompe di calore (circuito primario): circa 4 C più alto a causa della differenza di portata tra circuito primario e secondario (da 54 C a 61 C) Riscaldamento acceso dalle ore 5.30 alle dal martedì al venerdì Riscaldamento acceso dalle ore 4.00 alle il lunedì Riscaldamento spento nei giorni festivi Curva climatica 29 dicembre realizzazione isolamento di alcuni tratti di tubazioni 31 gennaio up-grade ventilatori GAHP (modelli ad alta efficienza) Temperatura aria esterna [ C] 9

10 Giorni Temp. aria esterna Temp. aria esterna (on PdC) Temp. mandata PdC Temp. ritorno PdC Energia th PdC Energia th totale Energia elettrica lorda PdC Energia elettrica netta PdC Energia th gas PdC Energia th gas Caldaie G.U.E. PdC Rendimento caldaie PER PdC (Rapporto en. primaria) Sintesi delle prestazioni [n] [ C] [ C] [ C] [ C] [kwh] [kwh] [kwh] [kwh] [kwh] [kwh] [%] [%] [%] nov-dic genn febb marzo Inverno Periodo con energia termica PdC superiore a 300 kwh/giorno PCI = [MJ/Sm 3 ] PER: Valutato con rendimento del sistema elettrico nazionale pari al 46%, AEEG Delibera n. EEN 3/08 10

11 Efficienza PdC 11

12 Energia termica [kwh/giorno) Energia termica (dati giornalieri) Energia termica PdC [kwh/giorno] Energia termica Totale [kwh/giorno] Energia termica Caldaie [kwh/giorno] Temperatura esterna [ C] 12

13 Potenza termica PdC- Portata termica gas PdC [kw] Potenza e portata termica 90 Potenza e Portata termica in funzione della temperatura dell'aria (filtro: Pot. Termica > 59kW) Temperatura aria esterna [ C] 13

14 Efficienza utilizzo del gas G.U.E 14

15 G.U.E misurato e teorico Nota : temperatura di mandata della pompa di calore compresa tra 54 e 61 C 15

16 Energia elettrica 16

17 Potenza-Portata termica [kw] Temperatura [ C] Prestazioni (giornata particolarmente fredda) 45 5/02/2012 GUE 126% Potenza th PdC [kw] Portata th gas PdC [kw] Temp. aria [ C] ore 17

18 Osservazioni sul funzionamento Le pompe di calore hanno complessivamente fornito delle buone prestazioni, in linea con quanto dichiarato dal costruttore. Il GUE stagionale è stato pari al 130 %, corrispondente ad un PER di 1,2 comprensivo dei consumi elettrici. Questo livello di efficienza è stato garantito nonostante l elevata temperatura di mandata dell impianto, superiore a 55 C, prova di un possibile accoppiamento di questa tecnologia anche in impianti di retrofit dotati di radiatori. E stato inoltre osservato come, anche durante i periodi caratterizzati da rigide temperature esterne, le macchine abbiano comunque garantito il servizio di riscaldamento, con prestazioni superiori a quelle di una caldaia. 18

19 Programmi futuri di monitoraggio RSE ha in programma di proseguire nei prossimi anni le attività di monitoraggio di impianti termici basati su pompe di calore, allo scopo di raccogliere sempre più dati ed esperienze operative che documentino i vantaggi o gli inconvenienti riscontrabili nell utilizzo di tali macchine. Riferimenti: Monitoraggio delle prestazioni energetiche di impianti di climatizzazione, F. Bazzocchi, L. Croci, rapporto RdS (Febbraio 2012) Monitoraggio delle prestazioni energetiche di sistemi a pompa di calore, F. Bazzocchi, L. Croci, 29 convegno AICARR (2012) 19

20 Grazie per l attenzione Francesca.Bazzocchi@rse-web.it Lorenzo.Croci@rse-web.it Walter.Grattieri@rse-web.it 20