pompe di calore invertibili ad acqua di falda (gwhp) ed

2° CONVEGNO GEOTERMIA A BASSA ENTALPIA
prospettive di sviluppo: dall’ esperienza nazionale alla scala locale
Sinergeo
-
8 novembre 2013 - Palazzo Bonin Longare - Confindustria Vicenza
POMPE DI CALORE INVERTIBILI AD
ACQUA DI FALDA (GWHP) ED
EFFICIENZA ENERGETICA
Alberto Cavallini
Emerito – Università di Padova – [email protected]
MANENS-TiFS s.p.a. Padova
q1
T1>Ta
EER=q0/Pe
Pe
qa
qa
Livello della temperatura dell’ambiente esterno Ta
Pe
COP=q1/Pe
T0<Ta
q0
POMPA DI CALORE
Il principio di funzionamento di una pompa di calore a compressione è assolutamente analogo a quello di un refrigeratore. Cambia solo l’effetto che si sfrutta: nel refrigeratore è l’asporto di calore all’evaporatore; nella pompa di calore è la cessione di calore al condensatore Sorgente fredda
Serbatoio caldo
ANIMA ‐ COAER Libro Bianco
COSTI DI PRODUZIONE DI ENERGIA TERMICA DA POMPA DI CALORE E DA GENERATORE DI CALORE
Costo unitario dell’energia termica da Pompa di Calore elettrica (PdC):
ce

COP
CPdC
ce: costo unitario dell’energia elettrica;
COP: coefficiente di prestazione della PdC.
Costo unitario dell’energia termica da Generatore di calore (GdC):
CGdC
cc

PCI  
cc: costo unitario del combustibile;
PCI: potere calorifico inferiore del combustibile;
η: rendimento termico del GdC.
COSTI DI PRODUZIONE DI ENERGIA TERMICA DA POMPA DI CALORE E DA GENERATORE DI CALORE
Risulta allora che il valore del Coefficiente di Prestazione della Pompa di Calore per l’indifferenza economica vale:
PCI  
COP 
R
*
ove R = cc/ce è il rapporto tra i costi unitari del combustibile e dell’energia elettrica.
Conviene PdC
Conviene GdC
Coefficiente di prestazione COPh* di una pompa di calore
a trascinamento elettrico corrispondente,
in termini di consumo di energia primaria,
all’alternativa tradizionale di un impianto
con generatore di calore.
Consumo specifico, kcal/kWhe
Perdite rete
*
h
COP
πR
0,064
0,064
0,064
0,064
0,064
0,064
ηt
1
1
1
1
1
1
Cs
1870
1898
2125
2200
2400
2500
1   R   C s  t


Rendimento generatore di calore
860
Riferimento
Delibera EEN 3/08 (0,187 10-3 tep/kWhe)
ENEL, T.E. a gas naturale, 2004
ENEL, T.e. medio, 2004
Riferimento statistiche energetiche
MICA, circolare 219/F – AT o MT
MICA, circolare 219/F – BT
COPh*
2,31
2,35
2,63
2,72
2,97
3,09
Conviene PdC
Conviene GdC
Conviene la PdC sotto il profilo del consumo di energia primaria
Conviene il GdC sotto il profilo del consumo di energia primaria
Pompa di calore aria‐
acqua ad alimentazione elettrica: coefficienti correttivi misurati per la resa termica e la potenza elettrica assorbita rispetto ai valori nominali, tenendo conto delle fasi di sbrinamento
(SPF)lim
CIRCUITI DI POMPE DI CALORE AD ACQUA DI FALDA
Scarico 10 %
POZZO DI
PRESA
PdC
PdC
CIRCUITO APERTO ‐ DIRETTO
A COLONNA STAZIONARIA
PdC
POZZO DI
RESTITUZIONE
Pompa di circolazione
Scambiatore di calore
POZZO DI
POZZO DI
PRESA
PRESA
POZZO DI
RESTITUZIONE
CIRCUITO APERTO ‐ INDIRETTO
Impianto centralizzato a pompa di calore/refrigeratore d’acqua
Vaso di espansione
Scambiatore a piastre
TERMINALI CALDI
Condensatori
Vaso di espansione
TERMINALI FREDDI
Evaporatori
VSD
Pozzo di presa
Scambiatore a piastre
Pozzo di restituzione
Tecnologia ATES – Aquifer Thermal Energy Storage
STAGIONE ESTIVA
STAGIONE INVERNALE
RAFFREDDAMENTO
RISCALDAMENTO
Falda
Pozzo
Freddo
Falda
Pozzo
Caldo
Pozzo
Freddo
Pozzo
Caldo
MACCHINA POLIVALENTE ACQUA ‐ACQUA A QUATTRO TUBI
CIRCUITO GEOTERMICO NON COINVOLTO
PRODUCE ACQUA CALDA
PRODUCE ACQUA REFRIGERATA
In questa configurazione operativa, la potenza termica estratta dall’acqua refrigerata viene direttamente ceduta tramite la pdc, assieme alla potenza di compressione, all’acqua da riscaldare. Configurazione di massima efficienza della produzione combinata.
MACCHINA POLIVALENTE ACQUA ‐ACQUA A QUATTRO TUBI
RIGETTA CALORE AL CIRCUITO GEOTERMICO
Lo scambiatore tra refrigerante e acqua secondaria geotermica opera da condensatore in questa modalità operativa
PRODUCE ACQUA REFRIGERATA
In questa configurazione operativa, la potenza termica estratta dall’acqua refrigerata viene ceduta tramite la pdc, assieme alla potenza di compressione, all’acqua del circuito secondario geotermico.
MACCHINA POLIVALENTE ACQUA ‐ACQUA A QUATTRO TUBI
c
c
v
PRELEVA CALORE DAL CIRCUITO GEOTERMICO
c
c
v
v
c
c
v
Lo scambiatore tra refrigerante e acqua secondaria geotermica opera da evaporatore in questa modalità operativa
PRODUCE ACQUA CALDA
In questa configurazione operativa, la potenza termica ceduta all’acqua riscaldata viene prelevata, tramite la pdc, dall’acqua del circuito secondario geotermico e si somma alla potenza di compressione.
Naturalmente la situazione di carico richiesta dall’impianto non coincide quasi mai esattamente con uno degli stati di funzionamento del singolo circuito di macchina illustrati in precedenza. Il sistema di regolazione dovrà allora gestire i tempi di funzionamento in stati differenti in modo da soddisfare esattamente nel medio termine la richiesta. Per evitare cambi di stato troppo frequenti, nocivi alla macchina, il gruppo polivalente è in genere costituito da più circuiti (del tipo precedentemente discusso) operanti in parallelo sugli stessi scambiatori; inoltre, per evitare oscillazioni di temperatura troppo ampie dell’acqua dei due circuiti di produzione (caldo e freddo), è necessario che questi abbiano adeguato contenuto d’acqua, eventualmente ottenuto con posa in opera di opportuni serbatoi di accumulo.
GRUPPO POLIVALENTE ACQUA ‐ACQUA A QUATTRO TUBI
DUE CIRCUITI
RIGETTO CALORE AL CIRCUITO SECONDARIO GEOTERMICO
PRODUZIONE ACQUA CALDA
PRODUZIONE ACQUA REFRIGERATA
COLLEGAMENTO MACCHINA POLIVALENTE A 4 TUBI AI CIRCUITI CALDO E FREDDO DI UTENZA
GRUPPO POLIVALENTE
ACCUMULO CALDO
ACCUMULO FREDDO
GRUPPO POLIVALENTE ACQUA ‐ACQUA A DUE TUBI
UN CIRCUITO
LO SCAMBIATORE COL CIRCUITO SECONDARIO GEOTERMICO È INATTIVO
PRODUZIONE A. C. S.
PRODUZIONE ACQUA REFRIGERATA
GRUPPO POLIVALENTE ACQUA ‐ACQUA A DUE TUBI
UN CIRCUITO
RIGETTO CALORE AL CIRCUITO RIGETTO CALORE AL CIRCUITO SECONDARIO GEOTERMICO
SECONDARIO GEOTERMICO
NON VIENE PRODUZIONE PRODOTTA A. C. S.
A. C. S.
PRODUZIONE ACQUA REFRIGERATA
GRUPPO POLIVALENTE ACQUA ‐ACQUA A DUE TUBI
DUE CIRCUITI
RIGETTO CALORE AL CIRCUITO SECONDARIO GEOTERMICO
PRODUZIONE A. C. S.
PRODUZIONE ACQUA REFRIGERATA
Il medesimo gruppo, in differente assetto circuitale, può produrre acqua calda ad uso impianto, in luogo di acqua refrigerata (sempre nello stesso scambiatore).
EU – PACCHETTO LEGISLATIVO CLIMA‐ENERGIA 20‐20‐20
Alla fine del 2008 il Parlamento ed il Consiglio Europeo hanno adottato, nel quadro
della procedura di codecisione, il pacchetto legislativo clima-energia denominato 2020-20, che si pone come obiettivo entro il 2020 di:
•Ridurre del 20% le emissioni di gas ad effetto serra
•Portare al 20% il risparmio energetico
•Aumentare al 20% l’apporto delle energie rinnovabili sui consumi finali di energia
Nell’ambito delle sei azioni legislative che compongono il pacchetto clima-energia, il
Parlamento ed il Consiglio Europeo hanno emanato la Direttiva 2009/28/CE del 23
aprile 2009 sulla promozione dell’uso dell’energia da fonti rinnovabili, con l’intendimento di rendere realizzabile il terzo degli obiettivi 20-20-20 più sopra elencati,
contribuendo anche a centrare gli altri due.
A tale scopo, la Direttiva Europea fissa obiettivi nazionali diversificati e cogenti per
garantire che entro il 2020, una media del 20% del consumo finale d’energia della UE
provenga da fonti rinnovabili. All’Italia è stato assegnato l’obiettivo del 17%, a partire
dal 5,2% del 2005.
La Direttiva fissa inoltre al 10% la quota di energia verde nei trasporti (per ogni Stato)
ed i criteri di sostenibilità ambientale per i biocarburanti; detta inoltre norme relative a
progetti comuni tra Stati membri, alle garanzie di origine, alle procedure
amministrative, all’informazione ed alla formazione, nonché alle connessioni alla rete
elettrica relative all’energia da fonti rinnovabili.
ANIMA ‐ COAER Libro Bianco
DIRETTIVA EUROPEA RES
DL 3 marzo 2011 n° 28
ANNEX VIIb
La quantità di energia catturata mediante pompe di calore dall’ambiente da considerare energia rinnovabile per gli scopi di questa Direttiva, ERES, dovrà essere calcolata secondo questa formula: 1 

ERES  Qusable1 

SPF


Solo pompe di calore per le quali risulta SPF > 1,15(1/η) potranno essere considerate.
SPF: Seasonal Performance Factor.
η: rendimento (in termini di energia primaria) del sistema elettrico europeo.
L’Italia ha recepito la Direttiva 2009/28/CE attraverso il:
DECRETO LEGISLATIVO 3 marzo 2011 n. 28
“Attuazione della Direttiva 2009/28/CE sulla promozione dell’uso dell’energia da fonti rinnovabili, recante modifica e successiva abrogazione delle direttive 2001/77/CE e 2003/30 /CE
pubblicato nel supplemento ordinario della Gazzetta Ufficiale del 28 marzo 2011, entrato in vigore il giorno successivo
CONTENUTO DEL D.L. 3 marzo 2011 n. 28
TITOLO I – FINALITÀ E OBIETTIVI
TITOLO II – PROCEDURE AMMINISTRATIVE,
REGOLAMENTAZIONI E CODICI
Capo I, Autorizzazioni e Procedure
Amministrative
Capo II, Regolamentazione Tecnica
TITOLO III – INFORMAZIONE E FORMAZIONE
TITOLO IV – RETI ENERGETICHE
Capo I, Rete elettrica
Capo II, Rete del gas naturale
Capo III, Reti di Teleriscaldamento e
Teleraffrescamento
TITOLO V – REGIMI DI SOSTEGNO
TITOLO VI – GARANZIE DI ORIGINE, TRASFERIMENTI STATISTICI E PROGETTI COMUNI
TITOLO VII - SOSTENIBILIT? DI BIOCARBURANTI E BIOLIQUIDI
TITOLO VIII – MONITORAGGIO, CONTROLLO
E RELAZIONE
Capo I, Monitoraggio e Relazioni
Capo II, Controlli e Sanzioni
TITOLO IX – DISPOSIZIONI FINALI
____________________
ALLEGATO 1 (art. 3, comma 4): Procedure di
calcolo degli obiettivi
Capo II, Regimi di sostegno per la produzione
di energia elettrica da Fonti Rinnovabili
ALLEGATO 2 (art. 10, comma 1): Requisiti e
specifiche tecniche degli impianti alimentati
da fonti rinnovabili ai fini dell’accesso agli
incentivi nazionali
Capo III, Regimi di sostegno per la produzione
di energia termica da Fonti Rinnovabili e per
l’efficienza energetica
ALLEGATO 3 (art. 11, comma 1): Obblighi per
i nuovi edifici o gli edifici sottoposti a
ristruttu-razioni rilevanti
Capo IV, Regimi di sostegno per l’utilizzo
delle fonti rinnovabili nei trasporti
ALLEGATO 4 (art. 15, comma 2):
Certificazione degli installatori
Capo I, Principi Generali
NUOVI OBBLIGHI PER GLI EDIFICI
Per edifici nuovi o sottoposti a ristrutturazioni rilevanti, è fatto obbligo ricorrere alle
seguenti coperture dei consumi energetici mediante FER:
ENERGIA ELETTRICA:
La potenza elettrica P [kW] degli impianti alimentati da FER che deve essere
obbligatoriamente installata si calcola con la formula:
P
1
S
K
S [m2]: Superficie in pianta dell’edificio a livello del terreno;
•K=80 (pertinente titolo edilizio richiesto dal 31 maggio 2012 al 31 dicembre 2013)
•K=65 (pertinente titolo edilizio richiesto dal 1° gennaio 2014 al 31 dicembre 2016)
•K=50 (pertinente titolo edilizio richiesto dal 1° gennaio 2017)
In caso d’uso di pannelli solari fotovoltaici disposti sui tetti degli edifici, questi
devono essere aderenti o integrati nei tetti medesimi, con la stessa inclinazione e
lo stesso orientamento della falda.
Edifici Pubblici: obblighi incrementati del 10%.
Soglie dimezzate per edifici in agglomerati urbani che rivestono carattere storico,
artistico o di particolare pregio ambientale.
NUOVI OBBLIGHI PER GLI EDIFICI
Per edifici nuovi o sottoposti a ristrutturazioni rilevanti, è fatto obbligo ricorrere alle
seguenti coperture dei consumi energetici mediante FER:
ENERGIA TERMICA:
50% dei consumi per acs
e contemporaneamente, rispetto ai consumi totali per acs, riscaldamento e
raffrescamento:
raffrescamento
•20% (pertinente titolo edilizio richiesto dal 31 maggio 2012 al 31 dicembre 2013)
•35% (pertinente titolo edilizio richiesto dal 1° gennaio 2014 al 31 dicembre 2016)
•50% (pertinente titolo edilizio richiesto dal 1° gennaio 2017)
Bonus volumetrico del 5% se i suddetti valori vengono superati di almeno il 30%.
No impianti da FER che producono solo energia elettrica che alimenti, a propria
volta, impianti o dispositivi di produzione di acs, riscaldamento e raffrescamento.
Non si applica l’obbligo ad edifici collegati a rete di teleriscaldamento che copra
totalmente i fabbisogni energetici per riscaldamento ambientale e acs.
Edifici Pubblici: obblighi incrementati del 10%.
Soglie dimezzate per edifici in agglomerati urbani che rivestono carattere storico,
artistico o di particolare pregio ambientale (zona A del DM 2 aprile 1968, n. 144).
POMPE DI CALORE
CALCOLO DELL’ENERGIA ERES CONSIDERATA DA FONTE RINNOVABILE

5
7
8
2
SPF  ,
4
0
1
5
1
1
Si devono considerare solo Pompe di Calore ad alimentazione elettrica il cui Fattore di Rendimento Stagionale medio stimato SPF risulta:
  ,   SPF min  ,
ove η: rapporto tra produzione totale lorda di elettricità e corrispondente consumo di energia primaria (valore medio a livello UE sulla base dei dati Eurostat).
(Per pompe di calore a gas η è provvisoriamente assunto pari ad 1).
1
1


ERES  Qusable  

 SPF 
Se Qambiente è l’energia termica prelevata stagionalmente dalla sorgente esterna ambientale, quando si può porre SPF=Qusable/(Qusable‐Qambiente), risulta allora:
ERES  Qambiente
Frazione FER della produzione termica stagionale di PdC
1
Pompe di Calore ad alimentazione elettrica
Frazione FER
0.8
0.6
0,652
0.4
2
4
2,875
6
SPF
1
0
0
Frazione FER 
1
0.2
ERES


 

Qusable  SPF 
8
10
Guadagno rel. FER e Risparmio rel. EnP
Guadagno FER & Risparmio En.Prim. vs valori minimi
0.6
0.5
Risparmio EnP
0.4
0.3
0.2
Guadagno FER
0.1
Pompe di Calore ad alimentazione elettrica
0
-0.1
3
3.5
4
4.5
SPF
5
5.5
6
NUOVI OBBLIGHI PER GLI EDIFICI
L’impossibilità tecnica di poter ottemperare (in tutto od in parte) ai suddetti obblighi (relativamente sia all’energia elettrica che a quella termica) deve essere evidenziata dal progettista nella relazione tecnica (di cui al DPR 59/2009) e dettagliata esaminando la non fattibilità di tutte le diverse opzioni tecnologiche disponibili.
Nel caso di cui sopra, è fatto obbligo di ottenere un Indice di prestazione energetica I (rispetto al valore di legge I192), di entità tale che soddisfi a:
%effettiva Peffettiva 



Pobbligo 
%
1
obbligo

I  I192  
2

4




%: percentuale somma dei consumi di energia per acs, riscaldamento e raffrescamento;
P: potenza elettrica degli impianti alimentati da FER.
Sia per l’energia termica che per l’energia elettrica le soglie d’obbligo possono essere aumentate da leggi regionali.
NUOVI OBBLIGHI PER GLI EDIFICI
Rinnovabili Elettriche e Termiche
Nei piani di qualità dell’aria può essere prescritto che si ricorra, in tutto od in parte, all’impiego di FER diverse dalle biomasse.
Solo lo sfruttamento di FER eventualmente eccedente le quote d’obbligo può accedere agli incentivi.
Sia per l’energia termica che per l’energia elettrica le soglie d’obbligo possono essere aumentate da leggi regionali.
NUOVI OBBLIGHI PER GLI EDIFICI. Rinnovabili Termiche
Il testo del DLgs. 3 marzo 2011 n. 28 si riferisce esplicitamente ai “consumi di calore,
di elettricità e per il raffrescamento” (art. 11), e “somma dei consumi previsti per
l’acqua calda sanitaria, il riscaldamento ed il raffrescamento” (Allegato 3). Queste
dizioni non trovano riscontro in nessun documento legislativo o normativo recente
nell’ambito del tema del risparmio energetico negli edifici; riferendosi a quantità
energetiche, si parla piuttosto di “fabbisogni di energia”.
In mancanza di chiarimenti ufficiali l’interpretazione corrente più comune fa
coincidere i consumi energetici con i fabbisogni nell’accezione utilizzata dalla
Specifica Tecnica UNI/TS 11300-1 “Determinazione del fabbisogno di energia
termica dell’edificio per la climatizzazione estiva ed invernale”.
L’AiCARR ha fatto propria questa interpreta-zione, ed ha pubblicato il
documento Posizione di AiCARR sul D. Lgs. 28/11 per gli aspetti
riguardanti le rinnovabili termiche (scaricabile da rete), ove si mettono
in luce le criticità che ne conseguono, proponendo metodi di computo
alternativi per le diverse casistiche incontrate nell’impiantistica HVAC
L’opinione di chi ha preparato questa presentazione è che l’interpretazione
corrente, per le contraddizioni che comporta e per l’incoerenza rispetto all’indirizzo
generale della recente normativa nazionale ed europea sul rendimento energetico
negli edifici, debba essere rivista (riformulata in termini di febbisogni di energia
primaria) nell’ambito di documenti legislativi di successiva emanazione.
EDIFICI CHE NON NECESSITANO DELLA CLIMATIZZAZIONE ESTIVA
L’obbligo stabilito dal DLgs. 28/2011 sugli impianti di produzione di energia termica
può in genere essere soddisfatto con tecnologie semplici ormai di uso consolidato;
le più comuni:
•L’utilizzo di pompe di calore ad alimentazione elettrica con sorgente termica di
diverso tipo, naturalmente in abbinamento con terminali interni a bassa
temperatura. Vi è in genere margine, nelle situazioni climatiche più fredde, di
abbinare alle PdC con sorgente termica aria esterna, generatori di calore integrativi
(tipicamente caldaie a condensazione) per un migliore riscontro economico e di
fabbisogno di energia primaria;
•L’utilizzo di pannelli solari piani, sempre in abbinamento a generatori di calore di
altro tipo almeno nel centro-nord del nostro paese; nella gran maggioranza dei casi
l’impianto solare è dedicato alla produzione di acs;
•L’utilizzo di generatori di calore a biomassa (con attenzione ai limiti di emissione):
si impiegano di solito pellets oppure anche (zone collinari o montane) cippato di
legno.
Le pompe di calore ad alimentazione diversa da quella elettrica (ad assorbimento,
trascinate da motore endotermico) risultano penalizzate nel computo della frazione
convenzionale FER dell’energia resa disponibile. Il loro impiego può comunque
risultare compatibile.
IMPIANTO A POMPA DI CALORE GWHP
Valore massimo ammissibile dell’Indice di prestazione energetica
(copre integralmente il fabbisogno termico invernale)
DL 311 / DPR 59
DIRETTIVA RES DL 28/11 per PdC
Fabbisogno energetico specifico
Ei=EPi·ηg
751 Zona Climatica B S/V
[m‐1] 0,55
EPi
[kWh m‐3 y‐1]
6,66
0.84
Ei
[kWh m‐3 y‐1] 5,59
Bari
1185 C 0,55
10,16
0,84
8,53
5
6,82
Roma
1415 D 0,55
11,74
0,84
9,86
5
Milano
2404 E 0,55
18,00
0.84
15,12
Milano
2404 E 0,90
25,36
0,84
Dobbiaco BZ
4503 F 0.55
31,55
0,84
CITTÀ GG/y Palermo
Rapporto :
ηg Eacs
da FER 2/3
0,739
6
2/3
0,745
7,89
6
2/3
0,750
4,5
11,76
6
2/3
0,746
21.30
4,5
16,57
6
2/3
0,753
26,50
4
19,86
6
2/3
0,734
SPF 5,5
Eacs
EiRES
[kWh m‐3 y‐1] [kWh m‐3 y‐1] 4,57
6
Fabbisogno Energetico per Riscaldamento  acs da FER
Fabbisogno Energetico per Riscaldamento  acs
Ipotesi per acs: fabbisogno energetico di 6 kWh m‐3 y‐1, per 2/3 prodotta da FER
R EDIFICI CHE NECESSITANO DELLA CLIMATIZZAZIONE ESTIVA
Pompa di calore invertibile elettrica + pannelli solari termici per acs
Dai risultati riportati nella precedente tabella si possono trarre le seguenti conclusioni:
•Nelle regioni del centro‐sud d’Italia e per edifici commerciali e del terziario, la soluzione impiantistica considerata in generale non consente di soddisfare in toto le prescrizioni del D.Lgs. 28/2011 sulle rinnovabili termiche nella sua proiezione finale (dopo il 2016). Nelle località del nord‐Italia, la situazione è più favorevole grazie ai maggiori fabbisogni termici invernali; gli eventuali margini peraltro sono assai ristretti.
•La situazione può essere riguardata con meno pessimismo nel caso di edilizia residenziale / abitativa non solo per il fatto che computi condotti in analogia a quanto fatto per la tabella di pagina precedente conducono a risultati leggermente più favorevoli, ma soprattutto in quanto nell’edilizia residenziale il condizionamento estivo ha spesso carattere discontinuo, con fabbisogni energetici largamente inferiori a quelli concessi dal DPR 59/2009, qui assunti a base di calcolo. Ad ogni modo, per le località del centro‐sud Italia la soluzione appare molto più problematica di quanto non lo sia per le località del nord‐Italia.
IMPIANTO A POMPA DI CALORE GWHP
Valore massimo ammissibile dell’Indice di prestazione energetica
(copre integralmente il fabbisogno termico invernale)
DL 311 / DPR 59
DIRETTIVA RES DL 28/11 per PdC
Fabbisogno energetico specifico
Valore limite
DPR 59/2009
Ei=EPi·ηg
S/V
[m‐1] 0,55
EPi
[kWh m‐3 y‐1] 6,66
Palermo 751 Zona Climatica B
0.84
Ei [kWh m‐3 y‐1] 5,59 Bari
1185 C
0,55
10,16
0,84
8,53 CITTÀ GG/y ηg 5,5
EiRES
[kWh m‐3 y‐1] 4,57
Ee
[kWh m‐3 y‐1] 14
0,233
0,335 5
6,82
10
0,368
0,441 SPF R1 R2 Roma
1415 D
0,55
11,74
0,84
9,86 5
7,89
10
0,397
0,460 Milano 2404 E
0,55
18,00
0.84
15,12 4,5
11,76
10
0,468
0,506 Milano 2404 E
0,90
25,36
0,84
21.30 4,5
16,57
10
0,529
0,551 Dobbiaco BZ 4503 F
0.55
31,55
0,84
26,50 4
19,86
10
0,545
0,561 Rapporti:
Fabbisogno Energetico per Riscald .  Raffresc. da FER
Fabbisogno Energetico per Riscald .  Raffresc.
Fabbisogno Energetico per Riscald .  Raffresc.  acs da FER
Fabbisogno Energetico per Riscald .  Raffresc.  acs
Ipotesi per acs: fabbisogno energetico di 6 kWh m‐3 y‐1, per 2/3 prodotta da FER
EDIFICI CHE NECESSITANO DELLA CLIMATIZZAZIONE ESTIVA
Pompa di calore invertibile elettrica + pannelli solari termici per acs
La particolare strutturazione impiantistica ed i risultati riportati nella precedente tabella
evidenziano la possibilità di attivare meccanismi perversi, che contraddicono
completamente la strategia generale della politica energetica tendente al massimo
risparmio di energia primaria:
•Risulta controproducente ridurre i fabbisogni energetici per il riscaldamento invernale
(e per la produzione di acs) al di sotto dei limiti massimi concessi dalle prescrizioni sul
rendimento energetico nell’edilizia (DLgs. 192/2005 e successive integrazioni): una
riduzione del fabbisogno termico annuo per riscaldamento fa diminuire la quotaparte
di energia rinnovabile da destinare al fabbisogno di energia termica per il
raffrescamento;
•Nel caso di utilizzo di pompe di calore con sorgente termica l’aria dell’ambiente
esterno, si è indotti a farle operare anche con condizioni climatiche esterne nelle quali
risulterebbe più economica, meno energivora (in termini di energia primaria) e meno
inquinante (in termini di emissione globale di CO2) una sorgente termica integrativa
quale un generatore di calore a condensazione. L’incremento della produzione
termica annua infatti, nonostante la riduzione del parametro SPF (che comunque
deve risultare non inferire a SPFmin), porta ad un aumento della energia rinnovabile
convenzionalmente prodotta;
•Per ragioni analoghe, risultano più convenienti morfologie d’edificio poco compatte,
ad elevato valore del rapporto S/V.
EDIFICI CHE NECESSITANO DELLA CLIMATIZZAZIONE ESTIVA
Pompa di calore invertibile elettrica + pannelli solari termici per acs
I provvedimenti che possono aiutare a centrare l’obiettivo sono sostanzialmente di due tipi:
soddisfare almeno in parte il fabbisogno energetico estivo per raffrescamento con FER;
mettere in atto tutti i provvedimenti possibili per ridurre il fabbisogno energetico estivo; compito dei progettisti architettonici.
A proposito del primo punto, restano delle QUESTIONI APERTE:
Come valutare l’energia di raffrescamento ottenuta gratuitamente (a meno del consumo dei sistemi ausiliari) per scambio termico diretto od indiretto con mezzi reperibili direttamente nell’ambiente esterno?
EDIFICI CHE NECESSITANO DELLA CLIMATIZZAZIONE ESTIVA
Fabbisogno energetico estivo per raffrescamento da FER
Esempi:
Free‐cooling diretto od indiretto
Ventilazione naturale; ventilazione notturna
Utilizzo dell’acqua di falda o altra fonte naturale, quando le condizioni operative lo consentono, per preraffreddamento nelle unità di trattamento dell’aria, oppure per raffreddamento in scambiatori di calore dei circuiti idronici di alimentazione di terminali di raffrescamento ad alta temperatura (pannelli radianti, etc.)
Idem (più raramente) dell’acqua del circuito di sonde geotermiche
Preraffrescamento aria esterna con sonde a terreno
Utilizzo diretto od indiretto del raffrescamento evaporativo
Accumulo notturno dall’aria esterna di energia per raffrescamento diurno
REGIONE EMILIA‐ROMAGNA – D.A.L. 156/2008
Aggiornamento Allegati con DGR 1366/2011
Prescrive una procedura di calcolo simile a quella descritta, con alcune importanti differenze. Le più importanti differenze sono:
due soli scaglioni temporali per la copertura dei consumi termici da FER: 35% fino al 31 dicembre 2014, poi 50%
nelle more di successivi specifici provvedimenti, per l’energia termica si considerano solo i servizi acs e riscaldamento invernale (no condizionamento estivo)
formula più penalizzante (anche se più congrua) per il computo della frazione rinnovabile dell’energia termica prodotta da p.d.c.
gli obblighi di copertura dei consumi termici tramite FER si intendono soddisfatti anche con l’installazione di unità di micro o piccola cogenerazione a copertura delle quote d’obbligo, aventi caratteristiche conformi a severe prescrizioni
per l’energia elettrica da FER, oltre al limite legato alla superficie in pianta dell’edificio (anch’esso suddiviso in due soli scaglioni), bisogna contemporaneamente soddisfare al vincolo di almeno 1 kW per unità abitativa (edifici residenziali) e 0,5 kW per ogni 100 m2 di superficie utile energetica (edifici ad uso non residenziale)
è vietata solo la dissipazione diretta (effetto Joule) per l’energia elettrica esclusivamente prodotta da impianti che sfruttano FER.
2° CONVEGNO GEOTERMIA A BASSA ENTALPIA
prospettive di sviluppo: dall’ esperienza nazionale alla scala locale
Sinergeo
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8 novembre 2013 - Palazzo Bonin Longare - Confindustria Vicenza