SECONDA CONFERENZA NAZIONALE SULLE FONTI RINNOVABILI TERMICHE Roma, 19 aprile 2011 “Applicazioni emblematiche di sistemi aerotermici, idrotermici e geotermici ad alta efficienza energetica tramite pompe di calore” Dott. Fernando Pettorossi Associazione Co.Aer

“APPLICAZIONI EMBLEMATICHE DI SISTEMI AEROTERMICI, IDROTERMICI E GEOTERMICI AD ALTA EFFICIENZA ENERGETICA TRAMITE POMPE DI CALORE” LA REALE TUTELA DELL’AMBIENTE COMPORTA INEVITABILMENTE L’ELIMINAZIONE DEGLI SPRECHI ENERGETICI E L’UTILIZZO DI TECNOLOGIE CHE CONSENTONO LA PIU’ AMPIA DIFFUSIONE POSSIBILE DI IMPIEGO DELLE RINNOVABILI MARE ACQUE SUPERFICIALI (laghi, fiumi) FALDE ACQUIFERE TERRENO ARIA

ENERGIA SPESA NEL CICLO DI VITA DEL COMBUSTIBILE CONTENUTO ENERGETICO ALLA FONTE COSTRUZIONE IMPIANTO DI ESTRAZIONE TRASPORTO RAFFINAZIONE CONTENUTO ALLA PRODUZIONE CONTENUTO ALLA PRODUZIONE DISTRIBUZIONE CONTENUTO ALLA PRODUZIONE INVESTIMENTO IMPIANTO GENERAZIONE CONTENUTO ALLA PRODUZIONE ELETTRICA CALORE DI SCARICO (CARNOT) ELETTRICITA’ ENERGIA ALL’UTENZA DISTRIBUZIONE Fonte CNR

CASE-HISTORY 1 Ex IPAI di VERCELLI (Italia) - Sistema integrato geotermico, fotovoltaico e solare termico con accumulo (240 kW_anno 2010)

Ex IPAI VERCELLI: il sistema della centrale termica

CONFRONTO TRA SOLUZIONI: VERTICALE - ORIZZONTALE 19 m 44 conv. Ø 0,8 Sonde verticali n. 24 pozzi 10 °C 13°C 0,7°C 2°C Sonde orizzontali n. 62 trincee T Indisturbata 1 °C 1 °C 3 m T con prelievo T Indisturbata T con prelievo 120 m 14 °C 14 °C

EX IPAI VERCELLI: ANDAMENTO GIORNALIERO DELLE TEMPERATURE DELL’ ACCUMULO NELLE DUE ALTERNATIVE

EX IPAI VERCELLI: PRESTAZIONI DELLE POMPE DI CALORE NELLE DUE ALTERNATIVE 1 2 3 4 5 6 7 8 2,5 7,5 10 12,5 15 17,5 20 22,5 25 27,5 30 Thermal sink temperature °C COP SUPPLY TEMP. 50 °C (fan coil ) SUPPLY TEMP. 45 °C SUPPLY TEMP. 35°C ( wall panel) SUPPLY TEMP. 15 °C SUPPLY TEMP. 18°C SUPPLY TEMP. 7 °C HEATING MODE COOLING MODE 5,1 EER 3,2

EX IPAI VERCELLI: LE SONDE ORIZZONTALI DI CAPTAZIONE GEOTERMICA

EX IPAI VERCELLI: LE SONDE ORIZZONTALI DI CAPTAZIONE GEOTERMICA

EX IPAI VERCELLI: CAMPO GEOTERMICO TAV. 8 /REV DISPOSIZIONE CAMPO GEOTERMICO 26 trincee passo 3 m 39 m 66 m 14 m 22 trincee passo 3 m 15 trincee passo 3 m

EX IPAI VERCELLI: CONTRIBUTI DI ENERGIA SOLARE CONTRIBUTO SOLARE TERMICO CONTRIBUTO SOLARE FOTOVOLTAICO KWh/m2 x100 m2 (η = 0,6) : ~ 90.000 KWh/anno (pari ad 83% fabbisogno a.s.) KWhEL /KWp x 9 KWp : ~ 10.000 KWh/anno

EX IPAI VERCELLI: GESTIONE AUTOMATICA DEI FLUSSI DI ENERGIA AER FLUIDI FORZA MOTRICE SEGNALE COMANDO FV ST SMC INV ACQUE GRIGE CS CS BO GP1 V31 PC2 GP3 SD CON EV GP2 CG ACC V31 V33 SO CG SG SS V33 V1 TR RE1 GP1 V32 EV DES CON V32 PC1 PG TL2 TL1 SSC SZ LEGENDA RETE ACC Accumulo Termico BO Boilitore Acqua Sanitaria CON Condensatore Pompa di Calore CG Collettore serpentine geotermiche CS Collettore pannelli solari termici RETE Cabina di trasformazione elettrica DES Desurriscaldatore Pompa di calore EV Evaporatore Pompa di calore FV Schiera Pannelli Fotovoltaici GP1/2/3/4 Gruppi pompe INV Inverter PG Schiera prelievi Geotermici PC1/2 Pompe di calore RE1 Resistenze Elettriche Ausiliarie SG Scambiatore fluido geotermico SMC Sistema di monitoraggio e controllo SS Scambiatore fluido solare SSC Sistema elettrico Scambio sul Posto ST Collettori solari termici SD Scambiatore desurriscaldatore S0 Scambiatore solare boiler SZ Sezionatore manuale T Mizura di temperatura TL1/2 Sezionatori telecomandati TR Trasformatore V31/2/3 Valvole azionate a tre via V1 Valvole di intercettazione azionate AER Aerotermo

EX IPAI VERCELLI : I RISPARMI ENERGETICI PREVISTI

EX IPAI VERCELLI: I RISPARMI ECONOMICI PREVISTI Convenzionale Equival. Sistema attuale Confronto Consumo termico (KWhter /a) 1.170.000 Consumo elettrico (KWhel /a) 15.000 87.700 Costi esercizio (€/a) 96.600 17.540 Δ esercizio (€/a) 79.060 Costo investimento (€) 208.000 605.590 Δ investimento (€) 397.590 NOTE: Costo energia termica 0,08 €/KWhter Costo energia elettrica 0,2 €/Kwhel I costi di investimento comprendono i sistemi solari in entrambi i casi

Ristrutturazione e intervento su impianto esistente CASE-HISTORY 2 Ristrutturazione e intervento su impianto esistente L’edificio: Abitazione singola e isolata Anno di costruzione 1976 Località: Pontelongo (PD) Superficie=230 m2: 2 piani 2 bagni con doccia Impianto a termosifoni Occupazione normale 3 persone

RISTRUTTURAZIONE: INTERVENTO SU IMPIANTO ESISTENTE La ristrutturazione prevedeva: Realizzazione del cappotto esterno Isolamento tetto Sostituzione degli infissi Sostituzione della vecchia caldaia Inoltre… La proprietà richiedeva l’installazione di un sistema di condizionamento estivo

RISTRUTTURAZIONE: INTERVENTO SU IMPIANTO ESISTENTE Software utilizzato: Per la valutazione dei carichi termici e la della classe energetica dell’edificio si è utilizzato DOCET, software sviluppato da ITC, CNR ed ENEA. I calcoli sono stati effettuati secondo la UNI TS 11300

RISTRUTTURAZIONE: INTERVENTO SU IMPIANTO ESISTENTE Valutazione dei fabbisogni di SOLO RISCALDAMENTO

RISTRUTTURAZIONE: INTERVENTO SU IMPIANTO ESISTENTE Valutazione dei fabbisogni di ACQUA CALDA SANITARIA

RISTRUTTURAZIONE: INTERVENTO SU IMPIANTO ESISTENTE Soluzione proposta e adottata dal progettista: sistema a pompa di calore: Questa tipologia di pompa di calore è in grado di produrre acqua calda fino a 65°C e di funzionare fino a -20°C di aria esterna

RISTRUTTURAZIONE: INTERVENTO SU IMPIANTO ESISTENTE La soluzione con pompa di calore VANTAGGI: Impianto di condizionamento realizzato con unità ad acqua Unica unità per riscaldamento, condizionamento e ACS Massimo risparmio energetico

RISTRUTTURAZIONE: INTERVENTO SU IMPIANTO ESISTENTE Nuova classificazione energetica L’utilizzo della pompa di calore ha inoltre permesso di aumentare la classe di efficienza energetica dell’edificio

RISTRUTTURAZIONE: INTERVENTO SU IMPIANTO ESISTENTE Doppio contatore: D2 + BTA (3+10kW) PdC con COP m.a.=3,2 Caldaia con η=90% 21.400 21.400 24

RISTRUTTURAZIONE: INTERVENTO SU IMPIANTO ESISTENTE € 1.900 Risparmio di costi esercizio dell’impianto di riscaldamento 572 €/anno pari al 30% € 1.328 21.400 25

Realizzazione nuovo impianto CASE-HISTORY 3 Realizzazione nuovo impianto L’edificio Abitazione singola e isolata Anno di costruzione 2008 Località: Strà (PD) Superficie: 320 m2 su due piani 4 bagni con doccia e vasca Impianto radiante a pavimento riscaldamento e raffrescamento Impianto di deumidifica Occupazione normale 4 persone La richiesta della committenza: impianto ad alta efficienza, adatto per essere integrato ad un futuro impianto fotovoltaico, per riscaldamento, condizionamento e produzione ACS con classe energetica elevata

REALIZZAZIONE NUOVO IMPIANTO PER UN TOTALE DI 19.800 kWh/anno Dai calcoli risulta che per … Superficie netta: 282m2 Volume lordo riscaldato: 1.071m3 Volume netto riscaldato: 750m3 …………il fabbisogno di energia termica sarà di…….. Per il riscaldamento: 15.500 kWh/anno Per la produzione di 4.800 kWh/anno PER UN TOTALE DI 19.800 kWh/anno di energia termica

REALIZZAZIONE NUOVO IMPIANTO Classificazione energetica dell’edificio Con impianto a pompa di calore l’edificio è risultato essere in classe energetica B

REALIZZAZIONE NUOVO IMPIANTO La soluzione proposta e adottata dal progettista: sistema a pompa di calore Questa tipologia di pompa di calore è in grado di produrre acqua calda fino a 60°C e di funzionare fino a -15°C di aria esterna

REALIZZAZIONE NUOVO IMPIANTO La soluzione con pompa di calore VANTAGGI: Unica unità per riscaldamento, condizionamento e ACS Recupero totale estivo dell’energia di condensazione Massimo risparmio energetico

REALIZZAZIONE NUOVO IMPIANTO Doppio contatore: D2 + BTA (3+10kW) PdC con COP m.a.=3,7 Caldaia con η=105% 19.800 31

€ 1.580 € 1.090 REALIZZAZIONE NUOVO IMPIANTO Risparmio di costi esercizio dell’impianto di riscaldamento 490€/anno pari al -31% € 1.090 19.800 32