Nuovi impianti domestici emergenti azionati da motori stazionari

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1 Nuovi impianti domestici emergenti azionati da motori stazionari Pompe di calore endotermiche Altri prodotti (pompe di calore ibride) Impianti di cogenerazione Microcogeneratori esotermici Cogeneratore con pila a combustibile Procedura e controlli per l installazione di questi impianti Corso di aggiornamento per i controllori della combustione Biasca, 25 maggio 2016 UACER Ufficio dell aria, del clima e delle energie rinnovabili ing. Daniel Jean-Richard

2 Pompa di calore azionata da un motore endotermico (GHP o GWP) Utilizzando un vettore fossile al posto dell elettricità, in particolare il gas, si trasforma l energia circostante dell aria o dell acqua in energia termica / frigorifera.

3 Viene utilizzata per il riscaldamento / climatizzazione degli ambienti e per la produzione di ACS

4 Quota di energia utilizzata in rapporto all energia resa per il riscaldamento o la produzione di ACS Energia dell aria ( qualitativo) UACER Ufficio aria, clima ed energie rinnovabili Biasca, ing. D. Jean-Richard

5 Caso concreto di GHP UACER Ufficio aria, clima ed energie rinnovabili Biasca, ing. D. Jean-Richard

6 Le GHP permettono di ridurre le emissioni di CO2 a parità di energia prodotta rispetto le caldaie tradizionali e quindi di risparmiare sull energia primaria UACER Ufficio aria, clima ed energie rinnovabili Biasca, ing. D. Jean-Richard

7 Le GHP non necessitano nessun tipo di integrazione con le basse temperature (es. resistenze di soccorso)

8 Paragone GHP: vantaggi svantaggi + Elevata prestazione PdC + Utilizzo dell energia caldaia + Recupero totale dell PdC + Riduzione emissioni CO caldaia + Nessuna necessità di PdC + Risparmio di PdC + Reversibile caldaia - Rumore (specialmente all PdC - L esecuzione del PdC - Costo iniziale più caldaia - Serbatoio del PdC (se non si dispone di un gasdotto)

9 Altri prodotti sul commercio che utilizzano un combustibile quale vettore primario PdC ad assorbimento con soluzione salina

10 PdC ad assorbimento zeolith UACER Ufficio aria, clima ed energie rinnovabili Biasca, ing. D. Jean-Richard

11 Alcune note su questi impianti Vengono anche chiamate con il nome di PdC ibride, hanno Sezione per una la protezione quotadell aria, energia dell acqua rinnovabile e del suolo più contenuta rispetto a quelle azionate con il motore endotermico (ciclo otto o diesel). A differenza delle versioni equipaggiate con il motore otto sono molto silenziose. Per quel che ci risulta queste PdC ibride in linea di massima rispettano la quota del 20% quale parte di energia rinnovabile imposta dall Art. 12 del Regolamento sull utilizzazione dell energia (RUEn).

12 Cogeneratore endotermico (CHP o WKK) Utilizzando un combustibile, in particolare il gas, si produce calore ed energia elettrica o meccanica. 63 UACER Ufficio aria, clima ed energie rinnovabili Biasca, ing. D. Jean-Richard

13 Esempio di CHP Identificaz. motore OK! Targhetta OK! UACER Ufficio aria, clima ed energie rinnovabili Biasca, ing. D. Jean-Richard

14 Sistema analogo alle GHP con la differenza che la forza meccanica viene utilizzata per azionare un generatore di corrente. La ripartizione Sezione per èla sempre protezione dell aria, indicativamente dell acqua e del 65% suolo calore, 35% elettricità: ovvero 2/3-1/3 (senza PAAS considerare le perdite). A differenza delle GHP non sfruttano le energie rinnovabili a meno che non siano alimentati con biogas o altri combustibili di ricupero. Hanno il problema su come impiegare il calore fuori dal periodo di riscaldamento. Sono ottimi impianti come integrazione di altri impianti che sfruttano dei vettori rinnovabili.

15 Microcogeneratore esotermico (MCHP o MWKK) Sistema analogo alle CHP con la differenza che la forza meccanica per azionare il generatore di corrente proviene da un motore a combustione esterna stirling. UACER Ufficio aria, clima ed energie rinnovabili Biasca, ing. D. Jean-Richard

16 Note sugli impianti equipaggiati con motori a combustione esterna L elettricità prodotta da questi impianti è sorta di "regalo" al Sezione calore per prodotto la protezione e comunque dell aria, dell acqua è unae del minima suolo quota rispetto la potenza installata, si parla di potenze attorno al kw elettrico (1 kwe). Ogni impianto di questo tipo di norma dispone di un unità motore, raramente di 2 o più, poiché influisce notevolmente sul costo dell aggregato a combustione essendo questi un componente estremamente caro. Ritenute le caratteristiche di questi impianti si parla per l appunto di microcogeneratori come per esempio il classico MCHP da 20 kwt + 1 kwe. La tecnologia è robusta e sono di fatto affidabili.

17 Esempio di MCHP stirling

18 Cogeneratore con pila a combustibile Utilizzando il gas metano (o gas naturale CH4 ) si trasforma l energia del combustibile in energia elettrica e calore per il riscaldamento + ACS. Sezione per la protezione dell aria, dell acqua e del suolo UACER Ufficio aria, clima ed energie rinnovabili Biasca, ing. D. Jean-Richard

19 Principio di funzionamento UACER Ufficio aria, clima ed energie rinnovabili Biasca, ing. D. Jean-Richard

20 Alcune considerazioni Le quote di elettricità e di calore prodotte sono diverse rispetto alle MCHP, anche fino al 70% di energia elettrica, ma a scapito di perdite più elevate (fino al 20%) e la potenza elettrica installata per unità è tuttavia limitata ad un massimo di 2 kw. Questi impianti a sé stanti non trovano grandi applicazioni ed in pratica necessitano sempre di un integrazione, di norma un bruciatore ausiliario fornito nell unità stessa. Si tratta di una tecnologia complessa che di fatto è agli esordi con un futuro ancora incerto ed, a mio modo di vedere, non totalmente trasparente. Per esempio non è chiaro che fine faccia l atomo di carbonio con la scissione della molecola di CH 4

21 I motori odierni (stato della tecnica) sono affidabili e permettono di allungare le manutenzioni fino a ore di funzionamento (indicativamente 3 anni). UACER Ufficio aria, clima ed energie rinnovabili Biasca, ing. D. Jean-Richard

22 Installazione di questi impianti azionati da motori stazionari Domanda di costruzione o notifica con preavviso cantonale a seconda dei casi. Classi di emissione per il CO, gli NOx e l efficienza energetica analogamente alle caldaie. Incarto energia EN-1 b + c: parte massima soluzione tramite calcolo. Incarto energia EN-3: impianti di riscaldamento e di produzione di ACS. Piano di evacuazione dei gas di scarico conforme alle RAltCam e la polizia del fuoco.

23 seguito Limiti di emissione secondo le Tabelle per la valutazione ed il giudizio degli impianti (TCC). Certificato SSIGA per gli impianti alimentati a gas indispensabile. Collaudo (prima misurazione) seguita dalla misurazione periodica ogni 2 anni. Impianti con pila a combustibile a sé stante o in batteria non possono essere approvati a causa delle perdite elevate, nell esame della domanda di costruzione si applicano i principi sanciti all Art. 3 LEne.

24 Note importanti Verificare che questi impianti abbiano anche il recupero del calore sui gas di scarico: non tutti gli allestimenti ce l hanno! Verificare che i motori otto o diesel siano muniti di sistema di abbattimento (catalizzatore): senza è impossibile rispettare i valori limite. Per l applicazione delle norme fa stato la potenza termica del motore e più precisamente la potenza di combustione (FWL): ottenibile sommando tutte le potenze; oppure tramite la seguente formula semplificata: potenza del motore in kw / 0,35.

25 Un ultimo momento di attenzione ed informazione per gli addetti ai lavori Sono stati controllati i seguenti impianti? Stazioni City Carburoil SA Ticino Boutique Monn Lugano Negozi Aldi Ticino Negozi LIDL Ticino Da prime esperienze fatte dal Servizio cantonale delle emissioni e da un paio di controllori abilitati, tutti gli impianti sono risultati non conformi con la prima misurazione per il CO o gli NOx, tuttavia dopo il controllo supplementare sono tutti risultati conformi. Da questo si deduce la necessità di effettuare i controlli anche sugli impianti azionati da motori stazionari.

26 Vi ringrazio per la vostra attenzione! E concludo la seguente battuta: Sezione percon la protezione dell aria, dell acqua e del suolo UACER Ufficio aria, clima ed energie rinnovabili Biasca, ing. D. Jean-Richard