TECNOLOGIE SUL MERCATO

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1 TECNOLOGIE SUL MERCATO Cicli chiusi Produzione acqua refrigerata Cicli aperti Condizionamento aria diretto Tipo di sorbente solido liquido solido liquido Tipici materiali in uso Acqua - Silicagel, 1) Ammoniaca Sali A. Acqua - LiBr Ammoniaca - acqua Acqua - Silicagel, Acqua Cl di Litio Acqua Cloruro di Calcio Acqua Cloruro di Li Tecnologie disponibili sul mercato Macchine ad Adsorbimento Macchine ad Assorbimento Raff. Evaporativo con Ad-assorbimento - Potenza frigorifera [kw] kw 11 kw fino >5 MW 20 kw kw (pro Modul) - Produttori 2 produttori giapponesi USA, Asia; solo poche piccola capacità ca. 5 produttori di rotori; molti UTA Efficienza (COP) (1-effetto) < 1.2 (2-effetto) 0.5 fino >1 fino >1 Tipiche temperature di alimentazione C C (1-effetto) C (2-effetto) C C Tecnologie solari CTE, CP CTE, Conc., VACUUM CP, CA CP, CA Fonte: Fhg ISE, Politecnico di Milano

2 POTENZIALITA MINIMA POTENZIALITÀ MINIMA: 17 kwf = 300/350 mq DI SUPERFICIE DA CONDIZIONARE LE MACCHINE MIGLIORI, PER RAPPORTO QUALITÀ /PREZZO, STORICITÀ DI FUNZIONAMENTO E PRESENZA SUL MERCATO ITALIANO HANNO TAGLIE MINIME DI kw

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

4 BILANCIO TERMICO E C.O.P. Energia termica alimentazione alta temperatura, T H Energia termica rilasciata media temperatura, T Freddo utile M bassa temperatura, T C collettore solare ambiente esterno, es. Torre evaporativa ambiente condizionato LE MACCHINE HANNO C.O.P. 0,7 Coefficient I SISTEMI E.E.R.=QF/LTOT=12/15!!!!!!! Performance (COP termico = freddo utile calore alim. of )

5 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 - CIRCUITO DI DISTRIBUZIONE UTYPE E DOPPIO COLLETTORE DI TESTA IN RAME

6 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

7 RIFLESSIONE E CONVEZIONE RIDOTTE EMISSIONE DEL CERMET <4% NO CONVEZIONE INTERNA NO RISCALDO SUPERFICIALE ESTERNO SIMULAZIONE DI CORPO NERO COLLETTORI SOLARI KLOBEN SKY CPC 58

8 SISTEMA CPC: AUMENTO SUPERFICIE ALLUMINIO BRILLANTATO COEFFICIENTE DI RIFLESSIONE > 95% INDIPENDENZA DALL ANGOLO DI INCIDENZA E RIFLESSIONE

9 ASSORBITORE E CIRCUITERIA MASSIMIZZA LO SCAMBIO TERMICO PER CONDUZIONE CIRCUITERIA IN RAME AD U CON COLLETTORE DI TESTA BILANCIATO

10 CERTIFICAZIONE SOLAR KEYMARK COLLETTORI SOLARI A CIRCOLAZIONE FORZATA: CERTIFICAZIONE EN 12975: 1-2 CERTIFICAZIONE SOLAR KEYMARK PRIMA AZIENDA ITALIANA PRODUTTRICE DI COLLETTORI SOLARI SOTTOVUOTO

11 PRESTAZIONI KLOBEN SKY 21 CPC 58 - RENDIMENTO OTTICO η 0 = 71,8% - PERDITE TERMICHE a 1 = 0,974 - VELOCITA OTTIMALE DEL FLUIDO DI SCAMBIO v = 60 l/h m 2 - POTENZA DI PICCO: 2039 W CON 1000 W/m 2 INCIDENTI - ENERGIA FORNITA: 733 kwh/mq anno (WURZBURG, 3mq)

12 CURVE DI EFFICIENZA ENERGETICA I COLLETTORI SOLARI SOTTOVUOTO ESTENDONO IL FUNZIONAMENTO DEL SISTEMA ALLA STAGIONE INVERNALE CON RENDIMENTO DI TRASFORMAZIONE SUPERIORE AL 60% KLOBEN SKY CPC 58 CONDIZIONE ESTIVA CONDIZIONE INVERNALE

13 EFFICIENZA GLOBALE DEL SOLAR COOLING Esempio Collettori con superfice selettiva Radiazione 1000 W/m * COP ideale Massimo COP sol solar 1.2 eta, COP COP COP sol = COP termico * η collettore 0.00 Collettore COPsol COP Temperatura di funzionamento [ C] Fonte: Fhg ISE, Politecnico di Milano

14 CAMPO DI LAVORO ==> temperatura di ottimo a cui fornire energia termica dipende dalla radiazione incidente COP solar Radiazione solare W/m Temperatura di funzionamento [ C] Fonte: Fhg ISE, Politecnico di Milano

15 MACCHINA UTILIZZATA SU F51 CHILLER AD ACQUA CALDA CICLO FRIGORIFERO SOLUZIONE H2O/LiBr CHILLED WATER Inlet = 12.5 C Outlet = 7.0 C COOLING WATER Inlet = 31 C Outlet = 35.5 C HEAT MEDIUM WATER Inlet = 88 C Outlet = 83 C COOLING POWER = 70 kw HEATING POWER = 97 kw C.O.P. CHILLER = 0,7 ABBATTIMENTO CONSUMO ELETTRICO ENERGY EFFICIENCY RATIO = 10/15!

16 PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO DELL ASSORBITORE GENERATORE: EBOLLIZIONE H2O/LiBr CON VAPORE ACQUEO REFRIGERANTE CONDENSATORE: IL VAPORE ACQUEO CEDE CALORE ALLA TORRE ASSORBITORE: L AFFINITA CHIMICA TRA IL VAPORE E LA SOLUZIONE CONCENTRATA DI LiBr RICREANO LA MISCELA ACQUOSA EVAPORATORE: GRAZIE ALLA DEPRESSIONE L ACQUA EVAPORA ASPORTANDO CALORE

17 EFFICIENZA DEL SISTEMA MACCHINA-COLLETTORE η 0,8 0,7 YAZAKI WFC- SC10 (***) 0,6 SKY CPC 58 KLOBEN (*) 0,5 COLLETTORE PIANO SELETTIVO (**) 0, T acqua calda alimentazione [ C] Tamb.= 30 C G= 1000 W/m 2 (*) Test report 07COL623_1 - ITW Stuttgart (**) Test report 03/06 D und 03/06 Q ISFH Emmerthal (***) Maya - Specifiche tecniche WFC-SC 10, 20 & 30

18 ENERGIA KLOBEN: +20%!!!!!!!!! η globale 0,7 0,6 0,5 PUNTO DI OTTIMO SKY CPC 58 KLOBEN +20% RENDIMENTO GLOBALE SKY CPC 58 KLOBEN 0,4 0,3 0,2 0,1 PUNTO OTTIMO COLLETTORE PIANO SELETTIVO RENDIMENTO GLOBALE COLLETTORE PIANO SELETTIVO T acqua calda alimentazione [ C] Tamb.= 30 C (*) Test report 07COL623_1 - ITW Stuttgart (**) Test report 03/06 D und 03/06 Q ISFH Emmerthal (***) Maya - Specifiche tecniche WFC-SC 10, 20 & 30 G= 1000 W/m 2

19 COLLETTORI SOLARI E TIPI DI REFRIGERAZIONE SAC = collettori aria CPC = stationary CPC FPC = collettori piani sup. selettiva CPC desiccant adsorption 1-effect absorption 2-effect absorption EHP = Tubi evacuati absorption absorption 0.7 heat - pipe EDF = Tubi evacuati flusso diretto SYC = Concentratori stazionari, Sydneytype η coll Fonte: Fhg ISE, Politecnico di Milano SAC FPC EHP EDF SYC T/G [Km 2 /W]

20 SCHEMA IDRAULICO SOLAR COOLING

21 SCHEMA IDRAULICO SOLAR COOLING

22 SISTEMI DEC Sistemi DEC sono utilizzati per il trattamento diretto dell aria Processo consiste in una combinazione di raffreddamento evaporativo e deumidificazione attraverso materiali igroscopici Il potenziale del raffreddamento evaporativo è aumentato dal processo di deumidificazione dell aria Un sistema DEC sostituisce una convenzionale unità di trattamento aria senza utilizzare sistemi convenzionali a compressione

23 Due gruppi di tecnologie DEC TRATTAMENTO ARIA Sistemi a deumidificatore rotativo: rotori disponibili in vasta gamma di dimensioni prodotti da diverse industrie nel mondo, materiale adsorbente gel di silicato o cloruro di litio, cycle adattabile a diverse condizioni climatiche. Sistemi a letto fisso: pochissime realizzazioni, impianti pilota. Sistemi a desiccante liquido: pochi impianti pilota; in quasi tutti i casi LiCl è il materiale desiccante.

24 ESPERIENZE DI KLOBEN CONDIZIONAMENTO DELL ARIA SISTEMI A CICLO APERTO COMBINAZIONE RAFFREDDAMENTO EVAPORATIVO E DEUMIDIFICAZIONE SISTEMI D.E.C. PRODUZIONE ACQUA REFRIGERATA SISTEMI A CICLO CHIUSO CHILLER AD ASSORBIMENTO ALIMENTATI AD ACQUA CALDA CON FLUIDI DI CICLO A SOLUZIONE ACQUOSA ACQUA-BROMURO DI LITIO

25 ESEMPI PRODUZIONE ACQUA REFRIGERATA

26 SCHEMA GENERALE PER SISTEMI AD ASSORBIMENTO EFFETTO SOLAR COOLING: IL SOLE INNESCA IL CICLO FRIGORIFERO H2O / LiBr Volano termico Chiller ad acqua calda Volano termico Carico e distribuzione