SOLUZIONI INNOVATIVE DI IMPIANTI PER L EFFICIENZA ENERGETICA IN EDILIZIA. Ing. Claudio Miranda (Responsabile Ufficio sviluppo Graded s.p.a.

Transcript

1 SOLUZIONI INNOVATIVE DI IMPIANTI PER Relatore L EFFICIENZA ENERGETICA IN EDILIZIA Ing. Claudio Miranda (Responsabile Ufficio sviluppo Graded s.p.a.)

2 Il problema dei consumi energe2ci in Italia ed in Europa è di a6ualità oggi più che mai. L Unione Europea per far fronte al galoppante aumento della richiesta di energia primaria si sta muovendo con delle misure a6e a ridurre tali consumi entro il Suddivisione degli impieghi finali dell energia per settore nel 2010 in Italia. Fonte: MEDITERRANEAN CLIMATES 2

3 Riduzione in Mtep che l Italia si auspica di poter avere nel 2020 rispe6o alla media dei consumi annui nel quinquennio Fonte: MEDITERRANEAN CLIMATES 3

4 EDIFICI NZEB Con l emissione della direqva 2010/31/UE (la nuova EPBD Energy Performance Building Direc2ve) sono sta2 riformula2 e amplia2 i contenu2 della precedente 2002/91/ CE (ormai abrogata dal 1 gennaio 2012) ed è stato introdo6o all art. 9 il conce6o di energia quasi zero per gli edifici di nuova costruzione sia pubblici, o di uso pubblico, che priva2 (edifici NZEB) In par2colare la direqva EPBD dispone che: a) entro il 31 dicembre 2020 tu6e le nuove costruzioni dovranno essere edifici NZEB b) a par2re dal 31 dicembre 2018 gli edifici di nuova costruzione occupa2 da en2 pubblici e di proprietà di ques2 ul2mi siano edifici a energia quasi zero. MEDITERRANEAN CLIMATES 4

5 DEFINIZIONE NZEB Con NZEB si intendono gli edifici ad al2ssima prestazione energe2ca che minimizzano i consumi lega2 al riscaldamento, raffrescamento, ven2lazione, illuminazione, produzione di acqua calda sanitaria, u2lizzando energia da fon2 rinnovabili, elemen2 passivi di riscaldamento e raffrescamento, sistemi di ombreggiamento, e garantendo un idonea qualità dell aria interna e un adeguata illuminazione naturale in accordo con le cara6eris2che archite6oniche dell edificio. MEDITERRANEAN CLIMATES 5

6 NZEB INVOLUCRO IMPIANTI PRODUZIONE DISTRIBUZIONE ENERGIA ELETTRICA ENERGIA TERMICA MEDITERRANEAN CLIMATES 6

7 ENERGIA ELETTRICA ENERGIA SOLARE La media dell'irraggiamento al metro quadro ricevuto dall impianto fotovoltaico oscilla tra i 1200 kwh/m2 al nord e i 2000 kwh/m2 al sud. Rendimento medio impianto fotovoltaico: 20% ENERGIA EOLICA PVGIS Comunità europea, MEDITERRANEAN CLIMATES 7 Impianto fotovoltaico GRADED installato in copertura sull edificio municipale di Pietrastornina (AV)

8 ENERGIA SOLARE SISTEMI DI ACCUMULO MEDITERRANEAN CLIMATES 8

9 ENERGIA ELETTRICA ENERGIA SOLARE Velocità del vento; Frequenza della velocità; Curva di potenza dell aerogeneratore ENERGIA EOLICA Atlante Eolico RSE MINI EOLICO MICRO EOLICO MEDITERRANEAN CLIMATES ACCUMULO 9

10 ENERGIA TERMICA COMBUSTIBILE ENERGIA ELETTRICA GEOTERMIA SOLARE MEDITERRANEAN CLIMATES 10

11 ENERGIA TERMICA COMBUSTIBILE ENERGIA ELETTRICA GEOTERMIA SOLARE Fortemente dipendente dalla temperatura del fluido caldo (pompa di calore) e freddo (gruppo frigo) MEDITERRANEAN CLIMATES 11

12 ENERGIA TERMICA CALDAIA POMPA DI CALORE GEOTERMIA SOLARE Aumento di efficienza della pompa di calore sopra6u6o in climi rigidi e del gruppo frigo sopra6u6o in climi torridi. MEDITERRANEAN CLIMATES 12

13 ENERGIA TERMICA COMBUSTIBILE ENERGIA ELETTRICA GEOTERMIA SOLARE Rendimento in funzione della differenza di temperatura tra il fluido che scorre nei colle6ori e la temperatura ambiente (mediamente 50-60%). Maggiore è tale differenza minore è il rendimento del sistema. MEDITERRANEAN CLIMATES 13

14 ENERGIA TERMICA COMBUSTIBILE SOLAR COOLING SOLARE ENERGIA ELETTRICA Produzione di energia frigorifera a par2re da energia solare. GEOTERMIA Rendimento medio macchina ad assorbimento 0,7-0,8. MEDITERRANEAN CLIMATES 14

15 NZEB INVOLUCRO IMPIANTI PRODUZIONE DISTRIBUZIONE IMPIANTI ENERGIA DI ELETTRICA COGENERAZIONE ENERGIA E TRIGENERAZIONE TERMICA MEDITERRANEAN CLIMATES 15

16 COGENERAZIONE Gli impian2 di cogenerazione consentono la produzione simultanea di energia ele=rica ed energia termica mediante un unico processo di conversione L u2lizzo di tali sistemi perme6e di o6enere diversi vantaggi: RISPARMIO ENERGETICO RISPARMIO ECONOMICO MINOR IMPATTO AMBIENTALE MEDITERRANEAN CLIMATES 16

17 RISPARMIO ENERGETICO A 2tolo di esempio: Sistema tradizionale Utenza Impianto di cogenerazione Centrale 100 Termoelettrica 40 Eta=40% 55 Caldaia Eta=90% Energia elettrica Energia termica 50 Motore Primo Eta_e=40% Eta_t=50% 100 A parità di fabbisogno energe2co dell utenza, l impianto di cogenerazione consente, nell esempio mostrato, di risparmiare 55 unità di energia fornendo un Risparmio di Energia Primaria (REP) del 35%. MEDITERRANEAN CLIMATES 17

18 RISPARMIO ECONOMICO U2lizzando tali sistemi si ha una notevole riduzione del costo unitario dell energia ele=rica prodo=a in quanto occorre considerare nel computo totale anche il costo evitato per l energia termica u2lizzata c.u.e._st=c_comb/e_el [ /kwh] c.u.e.cog=(c_comb-c_term)/e_el [ /kwh] Nei sistemi tradizionali di produzione di energia ele6rica l energia termica o6enuta come scarto del processo di trasformazione da energia chimica del combus2bile ad energia meccanica u2lizzabile è ceduta all ambiente rappresentando pertanto solamente una perdita. Negli impian2 di cogenerazione, invece, essa viene u2lizzata evitando di consumare ulteriore combus2bile per la sola produzione di energia termica, oqmizzando così il sistema e consentendo un notevole risparmio economico. MEDITERRANEAN CLIMATES 18

19 TRIGENERAZIONE La trigenerazione consente la produzione, oltre che dell energia ele=rica e termica, anche di quella frigorifera imme=endo parte dell aliquota termica ricavata dall impianto in una macchina frigorifera ad assorbimento. Utenza Energia elettrica Motore primo Energia termica Macchina frigorifera ad assorbimento. Energia frigorifera L u2lizzo di tali impian2 consente un maggiore u2lizzo dei reflui termici, e pertanto una maggiore efficienza dell intero sistema. MEDITERRANEAN CLIMATES 19

20 NZEB INVOLUCRO RADIATORI IMPIANTI VENTILCONVETTORI PRODUZIONE DISTRIBUZIONE PANNELLI RADIANTI IMPIANTI AD ARIA ENERGIA ELETTRICA ENERGIA TERMICA MEDITERRANEAN CLIMATES 20

21 DISTRIBUZIONE I radiatori sono cos2tui2 da elemen2 ver2cali uguali, 2picamente in ghisa, in lamiera d acciaio o in lega di alluminio che vengono assembla2 tra loro, ed al cui interno scorre il fluido termove6ore che, nella maggior parte dei casi, è acqua. Le temperature del fluido all interno di tali disposi2vi è di 50/60 C. Tali sistemi possono essere u2lizza2 solo per il riscaldamento. RADIATORI VENTILCONVETTORI PANNELLI RADIANTI IMPIANTI AD ARIA MEDITERRANEAN CLIMATES 21

22 DISTRIBUZIONE I ven2lconve6ori sono anche deq fan-coil dall inglese fan (ven2latore) e coil (ba6eria); sono cos2tui2 da un mobile6o con due aperture per il passaggio dell aria, contenente una ba6eria ale6ata, un filtro e un ven2latore dotato di regolatore di velocità a comando manuale. Tali disposi2vi sono molto diffusi in quanto possono sia raffreddare che riscaldare l acqua. Di solito la temperatura del fluido termove6ore in inverno RADIATORI VENTILCONVETTORI è di 40/50 C mentre in estate di 7/12 C. PANNELLI RADIANTI IMPIANTI AD ARIA MEDITERRANEAN CLIMATES 22

23 RADIATORI DISTRIBUZIONE I pannelli radian2 sono corpi scaldan2 di elevata superficie di scambio inseri2 in solai, pare2, pavimento. Mediante tale sistema si ha un incremento della temperatura media radiante. Per garan2re le condizioni di benessere la temperatura dell aria può essere rido6a di 1-2 C rispe6o agli altri casi. La temperatura per i pannelli a soffi6o è di circa 30\35 C. VENTILCONVETTORI PANNELLI RADIANTI IMPIANTI AD ARIA MEDITERRANEAN CLIMATES 23

24 DISTRIBUZIONE L aria tra6ata centralmente in unità di tra6amento (U.T.A.) viene inviata a6raverso canali negli ambien2. Da essi l aria viene ripresa e a seconda dei casi espulsa, ricircolata totalmente o parzialmente. Gli impian2 ad aria hanno la possibilità del controllo di tuq i parametri di influenza del benessere termoigrometrico (t_aria, U.R._aria, vel_aria, RADIATORI VENTILCONVETTORI purezza dell aria) in tu6o l arco dell anno. Se il controllo avviene solo nella stagione invernale sono spesso indica2 come impian2 di termoven2lazione. PANNELLI RADIANTI IMPIANTI AD ARIA MEDITERRANEAN CLIMATES 24

25 CONCLUSIONI Dalla panoramica degli impian2 descriq si evidenzia che ogni sistema ha determina2 vantaggi e svantaggi. Una opportuna scelta proge6uale garan2rà le migliori prestazioni, sia in termini di efficienza energe2ca che di benessere all interno dell edificio. MEDITERRANEAN CLIMATES 25

26 Grazie per la cortese attenzione MEDITERRANEAN CLIMATES 26