Solar cooling per piccole utenze residenziali: il setup della casetta di Cimiano (Milano)

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1 Solar cooling per piccole utenze residenziali: il setup della casetta di Cimiano (Milano) Giacomo Lebini 07 Giugno Milano Workshop Solar cooling - FAST

2 I consumi energetici degli edifici in Italia 2 Ripartizione dei consumi di energia primaria in Italia Ripartizione dei consumi energetici finali nel settore residenziale per l Italia I consumi di energia primaria per il riscaldamento, in Italia, superano del 10% la media Europea. Parte dei consumi energetici sono dovuti oggi al condizionamento estivo.

3 Incremento della domanda di freddo 3 Nell ultimo decennio si è assistito ad un incremento della richiesta di energia frigorifera per il condizionamento estivo Le macchine installate per la produzione di energia frigorifera sono soprattutto macchine di piccola taglia installate in piccole utenze domestiche che sono in grado di produrre potenze frigorifere sotto i 12 kw (RAC)

4 Il solar-cooling 4 È possibile ridurre considerevolmente i consumi di energia primaria di un edificio (non si hanno più i consumi elettrici del compressore) sfruttando l energia solare per poter riscaldare gli ambienti durante l inverno e per poterli condizionare d estate (impianti solar-combi+) Con questi impianti si riescono ad avere dei fattori di utilizzo dei collettori molto alti perchè l energia solare termica è utilizzata al massimo durante tutto l anno, senza incorrere in periodi di inutilizzo.

5 Il mercato delle macchine ad assorbimento alimentate da fonte solare termica 5 Per il condizionamento degli edifici si preferisce utilizzare delle macchine ad assorbimento ad LiBr -H 2 0 dati i livelli di temperatura richiesti dal fluido termovettore per effettuare il trattamento dell aria. Si utilizzano macchine a semplice effetto perchè i collettori solari oggi disponibili sul mercato (es: CPC) permettono di raggiungere delle temperature utilizzabili per il fuzionamento di queste macchine. Oggi sul mercato si trovano macchine ad assorbimento alimentate ad acqua prodotta da sistemi solari termici che partono da potenze superiori a 35 kwf. Una delle poche macchine utilizzabili per il solar cooling partendo da potenze giustificabili per utenze domestiche è la ROTARTICA solar da 4,5 kw

6 Il progetto ISSA (Innovative Single-room Solar driven Aircondictioning sytem) Si iscrive nel Progetto Europeo Marie Curie 6 solar collector outside wall air cooler Si preoccupa della costruzione e delle attività di test di un innovativo sistema di condizionamento dell aria per singola zona alimentato ad energia solare. indoor unit L edificio in cui è stato installato l impianto si trova a Milano in zona Cimiano ai confini di un parco pubblico, è gestito ormai da un decennio dal Politecnico di Milano.

7 Il progetto ISSA (L edificio) 7 È situato su due piani da 45 m 2 ciascuno con due stanze al piano superiore (Est e Ovest) con due finestre e due stanze al piano inferiore. FIRST FLOOR A 5.00 TEST ROOM TEST ROOM A GROUND FLOOR A N 5.02 OFFICE COMPUTER ROOM A

8 Il progetto ISSA (Il campo collettori) 8 Per garantire delle Temperature superiori agli 80 si sono scelti dei collettori a tubi evaquati del tipo CPC Il campo si estende per una superficie di circa 20 m 2. Totale 6 moduli.

9 Il progetto ISSA (La macchina ad assorbimento) 9 E una innovativo frigorifero ad assorbimernto ad LiBr-H2O condensato ad aria (si evita l utilizzo delle torri evaporative) Incrementa il principio dell assorbimento mediante le forza centrifuga

10 Il progetto ISSA (Il sistema di distribuzione) 10 Si è scelto un sistema a tutt acqua che utilizza come elementi terminali dei fan-coils Vi è la possibilità di testare, in futuro anche un sistema radiante a pavimento che è installato su tutta la superficie calpestabile dell edificio.

11 Il circuito Idraulico Esiste la possibilità di utilizzare l impianto sia per il riscaldamento invernale che per il condizionamento estivo 11

12 Le due modalità di prova Alimentazione della macchina attraverso l accumulo termico.si accumula calore nei serbatoi da 1500 lt. 2. Alimentazione diretta della macchina. L impianto può essere testato anche prevedendo l alimentazione diretta della macchina con il campo dei collettori (senza accumulo).

13 Il sistema di monitoraggio e il sistema di controllo 13 Per testare il funzionamento dell impianto si è utilizzato un sistema di monitoraggio (AGILENT TECHNOLOGIES) che acquisisse le diverse temperature e portate del fluido termovettore, e le temperature dell aria nelle varie stanze. Il controllo è stato realizzato con un PLC programmato AD HOC il quale a seconda della modalità di funzionamento che si vuole realizzare va ad implementare la sua logica adeguata

14 Lo schema del sistema di controllo e dei circuiti elettrici V A C 5 0 H z M 1 M 2 M 3 M 4 M 5 P M 6 M 7

15 Le logiche di regolazione e i circuiti elettrici In modalità di funzionamento estivo è implementata la seguente logica 15

16 Conclusioni 16 L impianto di Solar-cooling di Cimiano verrà completato nel giro di pochi giorni. Permetterà di testare l efficienza del raffrescamento solare per la piccola utenza domestica individuando la migliore configurazione impiantistica che porti alla massima produzione di potenza frigorifera. Facendo da apristrada, costituirà il riferimento per la realizzazione e la diffusione di nuovi impianti di solar-cooling in Italia conducendo verso sistemi impiantistici sostenibili e favorendo la diversificazione delle fonti di energia per il paese.