SOMMARIO. Moderne tecnologie PER RISCALDARE L AGRITURISMO CON LA LEGNA E IL CIPPATO. Cenni di dendroenergetica masse, volumi, pc legno, qualità

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1 Moderne tecnologie PER RISCALDARE L AGRITURISMO L CON LA LEGNA E IL CIPPATO A cura di Valter Francescato ed Eliseo Antonini AIEL SOMMARIO Cenni di dendroenergetica masse, volumi, pc legno, qualità Dendro-termotecnica combustione, requisiti tecnici caldaie Caldaie a legna: funzionamento, schema idraulico, esempi Caldaie automatiche cippato: funzionamento, esempi Costi, investimenti, calcolo di convenienza finanziaria

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3 POTERE CALORIFICO inferiore Se riferito all unità di peso, il potere calorifico del legno nelle diverse specie, a parità di umidità, varia molto poco. Tuttavia è risaputo che tendenzialmente il legno di latifoglie ha un potere calorifico allo stato anidro leggermente inferiore a quello delle conifere. Conifere = 18,9 MJ/kg Latifoglie = 18,5 MJ/kg Conifere lignina, resine, cere e oli

4 POTERE CALORIFICO Variazione del P.C.I. del legno in funzione dell epoca di taglio Stato del legno M (%) Potere calorifico Fresco di taglio Una stagione estiva Più stagioni estive ,0 kwh/kg = 7,2 MJ/kg 3.4 kwh/kg = 12,2 MJ/kg 4,0 kwh/kg = 14,4 MJ/kg ENERGIA PRIMARIA 1 l gasolio = 10 kwh 1 mc metano = 10 kwh 1 litro di gasolio = 1 mc metano = 2,5-3 3 kg cippato (M 20 (M 20-30)

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7 IL PROGRESSO TECNOLOGICO DELLE CALDAIE

8 Fasi della combustione in un apparecchio termico a legna a tiraggio forzato per aspirazione Riscaldamento ed essiccazione (100 C) Decomposizione pirolitica ( C) Gassificazione del legno ( C) Ossidazione dei gas combustibili ( C) CALDAIE A PEZZI DI LEGNA con tiraggio forzato per aspirazione (Saugzuggebläsekessel) Regola delle 3T TEMPERATURA TEMPO TURBOLENZA 1. Essicazione: l aria primaria favorisce l essiccazione fino a temperature 150 C, cellulosa e lignina iniziano ad essere gassificate 2. Degradazione: i gas di legno sono ossidati e mescolati con aria secondaria pre-riscaldata, T C Combustione la completa combustione avviene nella seconda camera di combustione, con un adeguato periodo di permanenza dei gas caldi T C

9 Campo di applicazione kw ACCUMULATORE sempre raccomandabile! ( litri/kw) Dimensionamento dell accumulo inerziale secondo la norma UNI EN Q H Q min V Sp = 15 * T B * Q N * (1-0,3 * ) V Sp capacità del serbatoio [l] T B periodo di combustione [h] Q N Potenza termica nominale [kw] Q min Potenza termica minima [kw] Q H Carico di riscaldamento medio edificio [kw] 3000 VSp [ l ] QH Qmin 0,8 1 1,2 1,5 2 2,5 Esempio Casa monofamiliare T B 6 h (legno duro) Q N 20 kw Q min 10 kw (50% potenza nominale) Q h 8 kw ca. 180 m² (Edificio nuovo) QN * TB [kwh] 15 x 6 x 20 x (1-0,3 x 8/10) = L impianto richiede un puffer di 1500 litri

10 Esempio di schema d impianto con quattro circuiti di riscaldamento e l applicazione di un accumulo inerziale e un boiler separato (Fröling). 1. Telecomando, 2. sonda di temperatura esterna, 3. rete elettrica 230 V, 4. sensore temperatura di mandata, 5. circuiti 1/2/3/4, 6. miscelatrici, 7. pompa 2, 8. sonda 1, 9. sonda 2, 10. pompa 1, 11. sonda 3, 12. acqua calda, 13. acqua fredda. Puffer Boiler UNA OTTIMA SOLUZIONE: INTEGRAZIONE CON IMPIANTO SOLARE TERMICO Azienda agrituristica IL BOSCO alivie@libero.it - Vittorio Veneto TV Caldaia 55 kw - Legna Puffer litri Volume riscaldato ca m 3 Sost. Gasolio litri/anno Consumo annuo legna 25 t (carpino) Investimento tot (- contr. PSR 50%)

11 AGRITURISMO - TENUTA BEVIGNANO Monte San Savino (AREZZO) Caldaia 30 kw Legna Puffer litri Volume riscaldato ca m 3 Sost. Gasolio litri/anno Consumo annuo legna 15 t (castagno) ACS estiva l gas. 2,5 t legna Investimento tot (- detraz 55%) AZIENDA AGRICOLA BIOLAND HÄFFNER (Terlano - BZ) CALDAIA COMBINATA 30 KW LEGNA-PELLET Potature frutteti (meli) LEGNA 95% PELLET 5% Integrazione solare-termico Puffer l Bollitore 400 l

12 Le caldaie automatiche a cippato Estrazione dal silo Alimentazione focolare Tipo di focolare M P A kw Balestra Coclea per caduta Griglia fissa Braccio articolato Coclea valvola stellare Sottoalimentato Griglia mobile rotativa/minimobile oriz. Rastrelli Spintore Mobile - inclinato > 500 [Francescato, Antonini 2009]

13 Legge in continuo O 2 e regola ventilatori e velocità di carico del combustibile Pulizia automatica degli scambiatori Basamento di una caldaia a griglia fissa. Fori basali dell aria primaria (1) sulla griglia e fori laterali dell aria secondaria (2) sul refrattario. Chiusa rotante a monocamera - Nessun asse Pulizia automatica scambiatore - Materiale passa in caduta senza contatto - Lama massiccia con controlama - Lame sostituibili - Basso fabbisogno di potenza Griglia ribaltabile Caldaia a griglia mobile (con diverse zone di aria primaria) con potenza kw, è in grado di bruciare cippato con contenuto idrico fino al 50%. Caldaia a griglia rotativa con potenza di kw, è in grado di bruciare cippato con contenuto idrico fino al 40%.

14 griglia mobile e alimentazione a spintore 1. zona di essicazione 2. zona di gassificazione 3. zona di ossidazione 4. camera primaria 5. camera secondaria 6. scambiatore 7. bruciatore ausiliario 8. spintore idraulico 9. ventilatori aria primaria 10. ventilatori aria secondaria 11. ventilatori aria terziaria 12. coclea estrazione cenere Il deposito del cippato: varie soluzioni Potenza caldaia in kw x 2,5 = Consumo annuo di cippato in msr/anno (legno tenero, G30, W30) Potenza caldaia in kw x 2,0 = Consumo annuo di cippato in msr/anno (legno duro, G30, W30)

15 Densità utenze collegate: 0,5-1 kw/metro Perdite di rete <10% fino a 20%! AZIENDA AGRICOLA PAOLO REFFO DOLO (VE) Caldaia 35 (kw) Cippato Puffer litri Volume riscaldato ca m 3 (radiante) Sost. GPL /anno (incl. Bombolone) Consumo annuo cippato 12 t (M30%, olmo, platano, frassino, robinia, ecc..) Invenstimento tot (no contr.) Azienda vitivinicola Ronco del Gelso Cormòns, Gorizia Caldaia 110 (kw) Cippato Puffer litri (integraz solare) Volume riscaldato ca m 3 Sost. gasolio litri/anno Consumo annuo cippato 35 t (M30%, vite costo 30 /t = 17 ha vigneto) Invenstimento tot ca

16 Azienda agricola F.lli Travaglini - Torsoli (FI) Da ott. 2004, riscalda e ACS per 8 abitazioni e 14 persone che stabilmente vi abitano (3.000 m 3 ) Caldaia: 100 kw - cippato 50 t/anno cippato (M30) Volume silo 22 msr (netti) 27 lordi Carica ogni ca. 15 giorni (inverno) Accumulatore: litri rete 50 metri Investimento: (IVA incl.) Contributo: 32% ( ca) Consumavano: ca. 200 t di legna da ardere con caricamento di circa 5 caminetti e stufe a mano POLENTOTECA CHALET GABRIELE Bellagio, Como Caldaia 100 (kw) Cippato Puffer litri Volume riscaldato ca m 3 Sost. gasolio /anno Consumo annuo cippato 45 t (M30%, abete) Invenstimento tot ca VENDITA ENERGIA - ERBA (Como) CONTRACTING CIP Calor (Az. Agr. Galli) 150 kw Scuola elementare 2006/2007: 55 t M30

17 Azienda agricola Vivai Dalle Rive Zuliano (VICENZA) 700 kw 500 t cippato manutenz. verde La caldaia è a servizio di m 3 di serre, due abitazioni di m 3 ciascuna ed un AGRITURISMO di m 3 Gasolio sost. ca /anno Investimento (detraz. 55% ~ ) IL RAFFRESCAMENTO A BIOMASSE LEGNOSE Consiste nella produzione di frigorie sfruttando il calore di processo di un generatore termico con un frigorifero ad assorbimento, una macchina statica in grado di raffreddare acqua (7 C) sfruttando energia termica (acqua calda 90 C). I frigoriferi che trovano applicazione nel settore delle biomasse sono i monostadio ad acqua calda con COP (rapporto fra potenza frigorifera e termica) 0,60 0,725. ACQUA 90 C ACQUA 7 C COP = Pf/Pt Pf = Pt x 0,6-0,7 Fattibilità tecnico-economica: 150 kwt 100 kwf Caldaia a cippato (200 kwt) abbinata a Frigorifero ad Assorbimento (140 kwf) CALDAIA A BIOMASSA ACQUA 80 C ASSORBI TORE UTENZA ACQUA 12 C ACQUA 80 C ACQUA 12 C Consumi elettrici 100 kwf assorbimento elettrico 1,5 kwe kwf assorbimento elettrico 10 kwe IL RAFFRESCAMENTO A BIOMASSE LEGNOSE Azienda agricola, fungaia circa 20 tunnel (Belluno) caldaia 350 kwt + assorbitore 150 kwf Parametri di riferimento: COP Frigorifero elettrico trad. condensato ad aria: 2,5 Costo /kwh elettrico: 0,12 Rendimento della caldaia a cippato: 0,90 PCI cippato: 3,4 kwh/kg Costo cippato: 0,07 /kg COP Frigorifero ad assorbimento: 0,70 Con un tradizionale Frigorifero Elettrico, per produrre 100 kw freddi, il cliente si consumerebbe: Energia Elettrica consumata kwh: 100 / 2.5 = 40 Costo esercizio : 40 * 0,12 = 4,8 Con il sistema frigorifero ad assorbimento-caldaia a cippato, per ogni 100 kw freddi, si avrebbe: Consumo cippato kg: ((100 / 0.70) / 0.90) / 3,4 = 46,68 Costo di esercizio : 46,68 * 0,07 = 3,3 RISPARMIO OPERATIVO: 32 %

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20 Grazie per l attenzione! l Per saperne di più francescato.aiel@cia.it antonini.aiel@cia.it Tel