RIDUZIONE POTENZA IMPIANTI DI CONDIZIONAMENTO Giuseppe Grazzini Giuseppe Grazzini 1
Condizionamento (25 C int.) Te-Ti 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 48 96 144 192 240 288 336 384 432 480 528 576 624 672 720 768 816 864 912 ore Occorre valutare con attenzione la durata dei periodi che richiedono la massima potenza installata, anche in relazione alla prima figura, valutando la percentuale accettabile di insoddisfatti nei periodi peggiori. E' importantissimo considerare l'esposizione e la variazione di intensità e direzione della radiazione solare sulle avarie pareti, al fine di valutare anche l'effetto delle finestre vetrate, sfruttando eventualmente le proprietà del vetro. Giuseppe Grazzini 2
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E'importante ridurre differenza di temperatura al frigorifero tra condensatore ed evaporatore, abbassando la temperatura con torri evaporative ed innalzando la temperatura di lavoro con opportuni sistemi di distribuzione, come quelli a dislocamento. Giuseppe Grazzini 6
J [kj/kg a ] t [ C] Giuseppe Grazzini 7
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PER RECUPERARE ENERGIA DALL'ARIA DI RICAMBIO Giuseppe Grazzini 13
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Le pompe di calore e gli accumuli. Aumentando il trattamento dell aria negli Ospedali, pur introducendo macchine ad assorbimento sia di tipo aperto che chiuso, resteranno comunque edifici da condizionare mediante macchine frigorifere tradizionali, che richiedono energia elettrica. Di conseguenza si corre il rischio di aumentare la richiesta di energia elettrica proprio nei periodi in cui essa è già alta; nello stesso tempo i diagrammi di assorbimento di elettricità riportati in figura 3, mostrano come durante la notte ci sia sovraproduzione elettrica rispetto alla richiesta. Si può allora pensare di sfasare la domanda di funzionamento delle macchine di raffrescamento al periodo notturno, equilibrando così la richiesta. Per ottenere questo sfasamento è necessario ricorrere ad accumuli termici freddi, che possono utilizzare il calore specifico o quello latente legato ad un cambiamento di fase di un fluido. Molto diffusi sono sia gli accumuli ad acqua che quelli a ghiaccio. Il sistema di accumulo può essere dimensionato in modo da coprire tutto il fabbisogno del periodo giornaliero lavorando solo durante quello notturno. In questo modo però si richiedono accumuli molto grandi. Se invece si procede ad un accumulo parziale, cioè si fa lavorare la macchina frigorifera anche durante il giorno, si ottengono due vantaggi, poiché si riduce la potenza frigorifera installata e si equilibra il carico tra notte e giorno. Un ulteriore vantaggio deriva dalla continuità d funzionamento delle macchine, con una riduzione dei problemi legati ai frequenti avviamenti. La figura 6 mostra l andamento della richiesta e della fornitura di energia per raffrescamento, da parte delle macchine e dall accumulo, nella configurazione detta in serie. La presenza di accumuli termici, particolarmente per gli edifici di nuova realizzazione, potrebbe permettere l uso dei sistemi frigoriferi anche durante l inverno, utilizzandoli come pompa di calore e sfruttandoli ancora per equilibrare la richiesta elettrica. L uso delle pompe di calore e degli accumuli anche per l inverno sarà favorito dalla realizzazione di impianti di riscaldamento a bassa temperatura e comporterà l impiego di fluidi senza cambiamento di fase. In parole povere occorrerà realizzare dei serbatoi coibentati in cui mantenere l acqua. In questo caso potrebbero essere agevolmente usati anche per accumulare energia frigorifera prodotta dagli impianti ad assorbimento a ciclo chiuso ad una temperatura di circa 5 C. Giuseppe Grazzini 16
% 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 Ore Accumulo Refr.Dir. Scarica Acc. Fig.6 Andamento percentuale del contributo delle macchine frigorifere e dell accumulo nel corso della giornata. Le macchine frigorifere forniscono il 50% dalle ore 10 alle 21, poi caricano l accumulo. Giuseppe Grazzini 17
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Gli ice-slurries sono adatti anche all'accumulo di energia, avendo in sospensione cristalli di ghiaccio microscopici. Giuseppe Grazzini 25