3. I Casi di Studio. Caso di studio 1 e possibilità

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  • Caso Studio 1. Cantina per l’imbottigliamento di vino  –  Portogruaro -Veneto
  • I Possibilità        II Possibilità

L’edificio studiato è nuovo, finalizzato alla realizzazione di un impianto produttivo
costituito da una nuova linea di imbottigliamento.

Per il calcolo dei consumi energetici sono state considerate le necessità termiche per il riscaldamento invernale,
le necessità refrigeranti
per il condizionamento estivo e le necessità tecnologiche di consumo di acqua calda per il processo produttivo,
come esposto nei grafici seguenti, relative al periodo annuale.  

potenza termica

 

potenza frigorifera

 

In base alle esigenze termica e frigorifera  sono stati studiate due possibilità con differente potenza frigorifera del chiller:

La prima possibilità  consiste nell’utilizzare:
  1.  Una macchina ad assorbimento a Bromuro di Litio con una potenza di 115 kW frigoriferi,
  2.  Una superficie dei collettori solari pari a 400 m2

I consumi energetici sono stati determinati assumendo un periodo di funzionamento
del sistema di condizionamento pari a 2.160 ore/anno , sia nel periodo invernale sia in quello estivo.
Vedi i grafici seguenti:

  

I risparmi di energia conseguenti sono stati determinati assumendo un costo dell’elettricità
pari a 0,18 €/kWh e dell’energia termica di  0,061 €/kWh, COP del chiller= 2,65, esposti nella tabella seguente:

Risparmi energetici

 

Risparmio Energia Elettrica

76.360 kWh/anno

Consumo Elettrico

12.217 kWh/anno

Risparmi economici

 

Ricavi Termico

24.588 [€]/anno

Ricavi Frigorifero

11.545 [€]/anno

CO2 evitata

98.122 Kg CO2/anno

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Seconda possibilità:  consiste nell’utilizzare:

Due macchine ad assorbimento con bromuro di litio, doppio effetto con una potenza di 115 kW frigoriferi.

Una superficie per i collettori solari di 800 m2

Nel prosieguo si riportano i valori ottenuti con la stessa metodologia di calcolo.

 

 

 

 

2. Il Sistema Solar Cooling

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Per alimentare gli impianti di condizionamento mediante solar cooling sono disponibili sul mercato diverse tipologie di collettori solari, che si dividono in funzione della tipologia di collettore e della temperatura alla quale sono in grado di operare. Il principio di funzionamento del collettore solare è molto semplice: una superficie esposta alla radiazione solare assorbe parte dell’energia incidente riscaldandosi. La superficie colpita dalla radiazione solare a sua volta irraggia energia con una distribuzione spettrale che dipende dalla temperatura e cede il calore all’ambiente, che si trova ad una temperatura inferiore. Detta energia è raccolta da un fluido vettore che alimenta una macchina frigorifera ad  assorbimento o ad adsorbimento, detta comunemente “chiller”.

Un sistema solare termico ad alta temperatura, collegato ad una pompa di calore ad assorbimento  per la conversione energetica,  deve essere progettato in maniera integrata con gli altri componenti dell’impianto, pertanto in questo studio si indicano solamente alcuni parametri generali di predimensionamento, rinviando la progettazione preliminare ad una fase successiva in cui siano stati definiti almeno gli schemi impiantistici generali.

Il sistema solar cooling  considerato per entrambi i siti è articolato in 4 sezioni, come si può vedere nello schema sottostante: il collettore solare, un serbatoio per accumulare il vettore caldo (acqua contenente liquido antigelo), un refrigeratore (chiller) costituto da una macchina ad assorbimento con annessa la torre evaporativa , ed un serbatoio per accumulare il fluido refrigerato prima del conferimento all’utenza.

 

1. Introduzione

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Negli ultimi anni è aumentata l’esigenza di condizionare e raffrescare gli edifici ed i locali civili e produttivi, ed Il sistema tecnologico detto “solar cooling “ è oggetto di particolare  interesse poiché sfrutta l’energia solare quale fonte energetica (rinnovabile), in sostituzione dei tradizionali impianti che utilizzano l’energia elettrica ed il sistema risulta decisamente sostenibile, soprattutto dal punto di vista ambientale. La radiazione luminosa è convertita in energia termica mediante collettori solari, e il fluido vettore caldo in uscita dal collettore alimenta una macchina frigorifera. Inoltre è possibile sfruttare l’energia termica prodotta (e non utilizzata per la generazione di freddo) nei mesi invernali, primaverili ed autunnali, soprattutto per la produzione di acqua calda (sanitaria) e per il riscaldamento degli edifici (quanto meno per quota parte, ossia quale contributo al soddisfacimento dell’esigenza complessiva).

Nell’ambito dello svolgimento di un progetto comunitario transnazionale (Adriacold, programma IPA Adriatico), Cortea ha elaborato uno studio della fattibilità tecnica ed economica per l’installazione di impianti di solar cooling in due siti con una grande differenza di radiazione solare incidente al suolo ;  il primo studio è ubicato nella regione del Veneto, con una radiazione solare media di 1.455 kWh/m2 l’anno , al servizio di un edificio che ospita una nuova cantina per la produzione e l’imbottigliamento di vino;  il secondo studio è applicato ad un centro benessere ubicato Puglia con una radiazione solare totale media di 1.900 kWh/m2 l’anno. Sono stati messi a confronto gli aspetti tecnici delle soluzioni adottate, i rendimenti energetici ed i benefici ambientali, nonché i bilanci economici delle proposte impiantistiche connesse al solar cooling in relazione agli impianti tradizionali e comunemente impiegati per il raggiungimento degli obiettivi energetici delle due utenze considerate. In questa relazione sono esposti i principali risultati ottenuti.