POMPE DI CALORE A GAS

L’EFFICIENZA ENERGETICA NEGLI EDIFICI:
OPPORTUNITÀ E RUOLI PER GLI ENERGY MANAGER
Milano, 11 e 12 Novembre 2004
Centro Congressi Palazzo delle Stelline
GHP
POMPE DI CALORE A GAS
RISCALDAMENTO
CONDIZIONAMENTO
TRATTAMENTO ARIA
COGENERAZIONE
4 STABILIMENTI
OSIMO NOSATE VERONA MANTOVA
RISCALDAMENTO
CLIMATIZZAZIONE
GRANDI
COGENERATORI
TRATTAMENTO ARIA
PICCOLI
COGENERATORI
UNA NUOVA DIVISIONE PER L’UTILIZZO
OTTIMALE DELL’ENERGIA CON L’OBIETTIVO
PRIMARIO DI OFFRIRE AL MERCATO
SOLUZIONI TECNOLOGICHE D’AVANGUARDIA
NEL CAMPO ENERGETICO
BLACKOUT
GRTN, PRIMAVERA SALVA, MA E' RISCHIO-ESTATE
La primavera dovrebbe passare indenne, ma con l'arrivo
dell'estate e' in agguato il rischio di un nuovo black-out. Per luglio
e agosto le previsioni - ha spiegato il presidente del GRTN Andrea
Bollino - indicano infatti un ''disequilibrio tra domanda e offerta di
1.700 Mw . In particolare, ha detto, i periodi a forte rischio saranno
le ultime due settimane di luglio, la prima e la quarta di agosto.
Per ora, la buona notizia, ha aggiunto, e' che rispetto alle
precedenti stime ''la primavera e' invece salva'' (ANSA).
08/04/2004 18:30
Nel periodo estivo,
in relazione alla
eccezionale ondata
di caldo che ha
interessato il paese,
sulla rete elettrica
nazionale si sono
susseguiti più volte
picchi record nei
valori della
potenza richiesta.
Nel mese di luglio,
in particolare, si è
registrato il valore di
53.105 MW alle ore
11 di giovedì 17,
segnando la nuova
punta
massima estiva in
potenza con un
incremento del 4,2%
rispetto al
precedente picco
(50.974 MW venerdì
21 giugno 2002).
Tecnologie attuali per
la Climatizzazione a Gas
SISTEMA AD ASSORBIMENTO A FIAMMA
DIRETTA
) SISTEMA AD ASSORBIMENTO AD ACQUA
CALDA O VAPORE PRODOTTI DA SISTEMI
TRADIZIONALI
) SISTEMA AD ASSORBIMENTO CON
RECUPERO DI CALORE DA COGENERATORE
O MICROTURBINA A GAS (TRIGEN)
) SISTEMA A COMPRESSIONE CON MOTORE
ENDOTERMICO (GHP= Gas Heat Pump)
)
Pompa di calore a gas
Nella GHP, con una soluzione semplice ed efficace,
l'energia meccanica necessaria per l'azionamento del
compressore viene prodotta, in luogo di un motore
elettrico, come avviene per le pompe di calore
tradizionali, da un motore endotermico a ciclo Otto
alimentato a gas.
Questa soluzione
lascia pressoché
inalterato il
principio del ciclo
frigorifero,
introducendo
altresì una serie di
vantaggi
importanti.
Sistema tradizionale
L'energia elettrica però è più pregiata del gas, in quanto
non si trova direttamente in natura ma deriva da una
trasformazione energetica che avviene con un certo
rendimento, che possiamo assumere intorno al 39 %,
intendendo con questo numero il rendimento medio di
produzione nazionale dell'energia elettrica, ma alle
utenze ne arriva ancora meno a causa delle perdite di
distribuzione (~2,6%)
100%
39%
36,4%
Cogenerazione con la GHP
Il calore derivante dalla produzione dell'energia
elettrica non può essere recuperato, in quanto
questa quota energetica risulta disponibile
lontano dal possibile utilizzatore
LA POMPA DI CALORE A GAS
TRASFORMA DIRETTAMENTE L’ENERGIA
PRIMARIA NEL LUOGO DI UTILIZZO
100%
100%
Cogenerazione con la GHP
- Questo principio si traduce quindi, nella GHP,
nell'utilizzo diretto dell'energia primaria del gas,
con conseguente trasformazione in energia
meccanica per l'azionamento del compressore
frigorifero...
...e recupero di gran parte dell'energia termica
prodotta dal motore, aumentando il vantaggio
energetico rispetto a quanto ottenibile da una
pompa di calore elettrica.
Migliore efficienza
- Il diverso valore dell'energia elettrica e del gas
viene riflesso dalle tariffe, anche se il mercato e
soprattutto la tassazione possono far sì che il
prezzo reale pagato non sia perfettamente
congruo con il valore dell'energia acquistata
- Macchine che richiedono forme diverse di energia,
meccanica, elettrica, termica, possono essere
confrontate riportando l'input energetico al
consumo di combustibile primario. A tale scopo
viene quindi introdotto il Coefficiente di Utilizzo
del Combustibile (CUC), definito come rapporto tra
l'energia utile resa all'utenza e l'energia primaria
richiesta.
Migliore efficienza
Questo parametro correla prestazioni e consumi
ripercorrendo a ritroso tutta la catena di trasformazioni
energetiche che lega l'energia immediatamente in ingresso
a quella ottenuta da una fonte di energia primaria.
Migliore efficienza
A parità di rendimento del ciclo frigorifero (COP) la GHP,
grazie al recupero termico sul motore, consente di
conseguire un risparmio di energia primaria fino al 25-30%
nei confronti di una pompa di calore elettrica di pari potenza.
Efficienza ai carichi parziali
- L'eccellente caratteristica di modulazione della GHP,
permette di operare in condizioni di equilibrio con il
carico termico richiesto, senza necessità di caldaie di
integrazione o di funzionamento on-off, in un ampio
intervallo sia dei valori della temperatura esterna che
della richiesta dell'utenza.
Minore influenza delle basse
temperature esterne
Sia nel confronto dei
parametri di efficienza in
condizioni nominali
stazionarie che su scala
media stagionale, il recupero
termico dal motore della
GHP consente il
superamento di questi tipici
limiti e la sua ottimale
applicazione in latitudini con
condizioni climatiche più
severe.
Indipendenza elettrica
- E’ evidente come l’utilizzo del gas naturale per il
condizionamento estivo, periodo in cui esiste un
imponente stoccaggio di gas, possa essere ben accolto
dalle aziende distributrici, soprattutto nell’ottica delle
azioni previste dai Decreti 20/07/04.
- Nello stesso periodo e per lo
stesso scopo, viceversa, si
verificano i picchi di richiesta
di energia elettrica, che
mettono in crisi la rete e non
contribuiscono certo alla
stabilità del mercato elettrico.
G F
M A
M G
L A
S O
N D
Richiesta Gas
Richiesta Elettrico
Indipendenza elettrica
- Soprattutto nelle attività del terziario, è proprio il
rilevante fabbisogno di energia elettrica per l'impianto
di climatizzazione a determinare i maggiori oneri
contrattuali per impegni di potenza o addirittura la
necessità di realizzare una cabina di trasformazione.
- Sappiamo che molto spesso soddisfare le esigenze di
climatizzazione con potenze importanti significa
incorrere in costi di adeguamento insostenibili.
- L'irrisorio consumo elettrico delle GHP permette la
loro installazione anche in edifici già esistenti senza
che sia necessario richiedere all'ente erogatore alcun
incremento di potenza elettrica.
Indipendenza elettrica
- Oggi la fornitura del gas con tariffa defiscalizzata,
prima riservata solo alle utenze industriali ecc., è
estesa anche alle attività come:
- esercizi di ristorazione
- impianti sportivi adibiti ad attività dilettantistiche
- attività ricettive svolte da istituzioni non aventi fini
di lucro
- locali d'intrattenimento, sale da ballo, sale da
gioco, locali notturni, stabilimenti balneari e simili.
Anche questo favorisce la possibilità di
utilizzare il gas come fonte energetica
alternativa per la climatizzazione estiva
Minore inquinamento
- Il migliore utilizzo del combustibile nella GHP si traduce
anche in una corrispondente minore emissione di CO2, in
quanto occorre meno energia primaria per ottenere la
stessa potenza termo-frigorifera.
EPA
Agenzia per la Protezione dell’Ambiente
degli Stati Uniti
Vantaggi della GHP
)
NO ALLA CENTRALE TERMICA
)
NO ALLA CABINA ELETTRICA
)
DRASTICA RIDUZIONE DEL FABBISOGNO ELETTRICO
)
CORRISPONDENTE RIDUZIONE DELLE EMISSIONI
)
DISPONIBILITA’ CONTEMPORANEA DI ENERGIA
TERMICA E FRIGORIFERA
)
RENDIMENTO ELEVATO
)
AGEVOLAZIONI TARIFFARIE SUL GAS
E' il primo dei modelli in versione
package, per offrire la massima
facilità d'installazione.
La macchina funziona con R407C
ed è costruita per l'installazione
all'esterno in apposito spazio o sul
tetto dell'edificio, si presenta in un
monoblocco del tutto simile ad un
gruppo frigorifero elettrico.
Estate:
27 kW frigoriferi
28 kW termici
Inverno:
27 + 28 kW termici
1.470 mm
GHP 60 Base
1.50
0m
m
m
m
40
2.6
GHP 60 Idro 1
Stesse caratteristiche tecnica del
mod. Base con l’aggiunta
del Kit idrico (1) montato
in fabbrica all’interno della macchina.
Il kit idrico comprende:
• Serbatoio per A.C.S. da 300 litri
• Collettore acqua di miscelazione tra l’acqua calda dal
raffreddamento del motore e dal ciclo frigorifero
• Valvola miscelatrice a tre vie
• Pompa per acqua calda sanitaria
• Pompa acqua collettore/scambiatore lato gas
• Vaso di espansione
GHP 60 Idro 2
Stesse caratteristiche tecniche del
mod. GHP 60 Idro 1
ma senza il serbatoio
per l’acqua calda sanitaria.
Il kit idrico comprende:
• Collettore acqua di miscelazione
tra l’acqua calda dal raffreddamento del motore
e dal ciclo frigorifero
• Valvola miscelatrice a tre vie
• Pompa per acqua calda sanitaria
• Pompa acqua collettore/scambiatore lato gas
• Vaso di espansione
GHP 180
Progettata per utenze
industriali e terziarie
per le quali l’elevato
rendimento del
sistema si combina
positivamente con i
costi evitati per il
potenziamento della
fornitura elettrica.
GHP 180
Dotata di un motore aspirato a
gas da 8,1 litri funzionante ad
un regime variabile da 1.000 a
1.700 RPM, aziona, con
accoppiamento diretto e per
mezzo di giunto elastico
speciale, il compressore di tipo
alternativo aperto a sei cilindri,
con parzializzazione della
potenza prodotta fino al 50%.
GHP 180
Potenza in ingresso
kW 190,6
Potenza frigorifera
kW
180
Acqua IN/OUT
°C
12/7
Potenza termica ciclo frigorifero kW
192
Acqua IN/OUT
°C 45/50
Potenza termica recup. motore
kW
Acqua IN/OUT
°C 75/85
Potenza elettrica assorbita max. kW
100
9,6
GHPA acqua/acqua
La macchina è composta da
un’unica unità di dimensioni
molto compatte, installabile
sia all'esterno (IP44) che
all'interno di una centrale
termica. Utilizza come fonte
esterna l'acqua di falda, che
consente un rendimento del
ciclo frigorifero più elevato.
E' inoltre possibile un
ulteriore recupero di calore Estate:
dal condensatore durante il
periodo estivo.
eccezionale
efficienza
29 kW frigoriferi
30 kW termici
37 Kw condensatore
Inverno: 35 + 30 kW termici