E ZERO ENERGY BUILDING. Riccione, 15/04/2011

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1 CLIMATIZZAZIONE RADIANTE E ZERO ENERGY BUILDING Riccione, 15/04/2011

2 Pompe di calore come fonte energetica rinnovabile la lettura della normativa regionale dell Emilia Romagna Ing. Gabriele Raffellini

3 DELIBERAZIONE DELLA GIUNTA REGIONALE 20 SETTEMBRE 2010, N.1362 Modifica degli allegati di cui alla parte seconda della delibera di Assemblea legislativa n. 156/2008

4 Modificata la definizione di FER in accordo con la direttiva 28/2009/CE energia da fonti rinnovabili: energia proveniente da fonti rinnovabili non fossili, vale a dire energia eolica, solare, aerotermica, geotermica, idrotermica e oceanica, idraulica, biomassa, gas di discarica, gas residuati dai processi di depurazione e biogas; in particolare, si intende per: - energia aerotermica: l energia accumulata nell aria ambiente sotto forma di calore; - energia geotermica: energia immagazzinata sotto forma di calore sotto la crosta terrestre; - energia idrotermica: i l energia immagazzinatai nelle acque superficiali i sotto forma di calore; - biomassa: la frazione biodegradabile dei prodotti, rifiuti e residui di origine biologica provenienti dall agricoltura agricoltura (comprendente sostanze vegetali e animali), dalla silvicoltura e dalle industrie connesse, comprese la pesca e l acquacoltura, nonché la parte biodegradabile dei rifiuti industriali e urbani.

5 Stato delle norme UNI/TS Parte 4 Utilizzo di energie rinnovabili e di altri metodi di generazione per riscaldamento di ambienti e preparazione di acqua calda sanitaria. La norma è stata completata, in inchiesta pubblica (definirà meglio come calcolare le Pompe di Calore). N l f tt i f if i t t i di Nel frattempo possiamo fare riferimento a quanto si conosce di questo progetto di norma, riportato in parte nelle FAQ pubblicate sul sito del Servizio Politiche energetiche della regione Emilia Romagna, n 68 e 69.

6 FAQ n 068 La DGR 1362/2010 include tra le fonti energetiche rinnovabili anche l energia aerotermica, idrotermica e geotermica, ovvero fonti energetiche a bassa entalpia che possono essere sfruttate da una pompa di calore. Nel caso di edifici con impianti termici in cui il generatore di calore è una pompa di calore, è possibile considerare l energia resa disponibile come da fonte rinnovabile? E come si effettua il calcolo dell indice di prestazione energetica?

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8 Coefficiente di prestazione stagionale SCOP E W SCOP (= SPF) è il COP Stagionale, dato dal rapporto tra tutta l energia fornita dalla pompa di calore e l energia assorbita durante la stagione considerata. E, mese( k ) E k SCOP SPF W W W W, mese( k ) k

9 Come stimare SCOP (SPF)? La norma UNI TS recupera lo schema di calcolo proposto dalla norma UNI EN Serbatoio caldo Serbatoio freddo Aria Acqua bassa Acqua alta temperatura (tw<50 C) temperatura (tw>50 C) Aria esterna Bin mensili Bin mensili Bin mensili Aria di recupero Mese Mese Bin mensili (t indipendente dal clima) Aria di recupero Bin mensili Bin mensili Bin mensili (t dipendente dal clima) Terreno Bin mensili Bin mensili Bin mensili (sonda orizzontale) Terreno Mese Mese Bin mensili (sonda verticale) Acqua di pozzo/falda Mese Mese Bin mensili Acquadi fiume Mese Mese Binmensili

10 Bin mensili Il campo di escursione della temperatura esterna viene suddiviso in tanti piccoli intervalli definiti bin. Per le pompe che utilizzano come serbatoio freddo l aria esterna il bin è definito da un intervallo di temperatura dell aria ambiente esterna di ampiezza pari ad 1 K. Ad ogni bin viene associato il numero di ore con temperatura esterna compresa nell intervallo di definizione del bin i-esimo

11 Bin mensili Gennaio 100 ore bin [h] Bologna 80 Torino Napoli t ext [ C]

12 Quota Rinnovabile P RES (stagionale) E E RES W P RES E E 1 el P, 1 E SCOP η el è il fattore di conversione dell energia elettrica in energia primaria fissato dall AEEG; il valore italiano di η el fornito dall AEEG per il 2010 è pari a 0,46

13 Affinché una pompa di calore sia impianto ad energia rinnovabile, occorre che sia caratterizzata t da un rendimento minimo i stagionale SCOP tale (secondo direttiva 28/2009/CE) : η el * SCOP 1,15 dove: Ciò significa che SCOP minimo = 1,15 / 0,46 = 2,5

14 Se è verificata la condizione SCOP 2,5 allora si calcola la quota di energia rinnovabile utilizzata (E RES ) dalla pompa di calore come: E RES Esempio: E E P, E W el E 1 el 1 SCOP Energia FORNITA = kwh (di energia utilizzabile) Energia ASSORBITA = kwh (di energia elettrica) SCOP = 2,78 2,5 Energia RINNOVABILE = [18 000/0,46] = kwh

15 Il metodo di calcolo contenuto nel progetto di norma UNI TS parte 4 è illustrato nell articolo La recente normativa nazionale e le pompe di calore GIAN LUCA MORINI STEFANIA FALCIONI DIENCA Alma Mater Studiorum, Università di Bologna Atti Convegno AICARR Bologna ottobre 2010 Rispondere alla crisi energetica con l integrazione edificioimpianto: la pompa di calore invertibile

16 FAQ n 069 Nel caso di edifici con impianti termici in cui il generatore di calore è una pompa p di calore, è possibile considerare quota parte dell energia resa disponibile come da fonte rinnovabile. Nel caso di pompe di calore elettriche, è possibile prevederne l alimentazione mediante impianto fotovoltaico? In tal caso come si effettua il calcolo dell indice di prestazione In tal caso, come si effettua il calcolo dell indice di prestazione energetica?

17 FAQ n 069 Qualora la pompa di calore elettrica fosse alimentata da un impianto fotovoltaico occorre detrarre l energia prodotta mediante i pannelli fotovoltaici dal fabbisogno di energie elettrica delle pompe di calore per la climatizzazione e per la produzione di acqua calda sanitaria e degli ausiliari degli impianti di produzione di energia dell edificio Ovvero l energia elettrica prodotta da fonte rinnovabile può essere detratta dal fabbisogno energetico della PdC, ma non per intero

18 FAQ n 069 L energia elettrica può essere detratta, come sopra specificato, nel caso in cui l impianto fotovoltaico sia direttamente connesso alle rete delle utenze elettriche asservite alla pompa di calore, ovvero nel caso in cui sia presente una connessione elettrica di scambio sul posto Per effettuare la detrazione è necessario calcolare la percentuale di energia elettrica prodotta da fonte rinnovabile secondo la relazione: p FV W EL WFV W W W EL WFV E SCOP Sulla base di tale percentuale si procede quindi a valutare la quota di energia derivante da fonte rinnovabile W EL = consumi domestici

19 ESEMPIO abitazione con consumo annuale di energia elettrica per usi domestici pari a 3000 kwh (W EL ) e un consumo di energia termica di 9000 kwh per il riscaldamento (E). L impianto fotovoltaico fornisce 4500 kwh l anno (Wfv). (SCOP) = 3.5 La percentuale rinnovabile di energia elettrica è pari a: P FV =W FV /(W EL +E /SCOP) = 4500/( /3.5) = (80.7%) L energia primaria consumata dal sistema di riscaldamento vale quindi: E P, = (1-P FV )*E /(*SCOP)=( )*9000/(0.46*3.5) = 1075 [kwh/anno] La percentuale di energia termica fornita dall impianto all edificio proveniente da fonte rinnovabile vale quindi: P RES = (E E P, )/ E = ( )/9000=0.88 (88%) La quota parte di energia termica da computare come rinnovabile è pari La quota parte di energia termica da computare come rinnovabile è pari quindi a 7925 kwh/anno (= P RES *E ) sui 9000 kwh/anno complessivi.

20 Conclusioni La Regione Emilia Romagna con la DGR 1362/2010 ha introdotto la possibilità di considerare parte dell energia prodotta dalle pompe di calore come da Fonte Energetica Rinnovabile secondo criteri che, in attesa della entrata in vigore della norma UNI TS parte 4, sono sommariamente descritti nelle FAQ n 68 e 69.