Articolo

Sistemi a pompa di calore elioassistiti: idee e spunti dall'impianto pilota presso l'Università di Genova

Il contesto attuale di incentivi fiscali ed efficientamento energetico degli edifici tende a ridurre drasticamente l'impiego di sorgenti fossili favo rendo la "clean energy transition" tramite un utilizzo a larga scala di energia da fonti rinnovabili, (Direttiva 2009/28/CE).



Il passaggio a fonti energetiche meno inquinanti, ma meno disponibili, richiede la riduzione del fabbisogno energetico degli edifici, agendo sia sull'involucro (nZEBs, near Zero Energy Buildings) sia implementando tecnologie di climatizzazione ad alta efficienza e basse emissioni di carbonio come le pompe di calore. La diffusione in Italia di queste ultime ha avuto un iniziale incremento fino agli anni 2010-11, per poi rimanere fino ad oggi sostanzialmente inalterata.
A livello europeo, le pompe di calore occupano mediamente il quarto posto nella distribuzione degli impieghi di fonti energetiche rinnovabili, dopo bioenergie, energia idraulica ed eolica, con picchi che raggiungono il 10-12% nei paesi Europei più meridionali (Italia, Francia, Portogallo, Spagna).
Tale quadro non particolarmente favorevole è legato alle pompe di calore aria-aria (più diffuse), che tuttavia presentano variabilità in termini di temperatura e umidità tali da inficiare le prestazioni della macchina stessa sia per il rischio di formazione di brina sia per il minore gradiente termico tra evaporatore e ambiente.
Tali criticità possono essere superate abbinando la pompa di calore ad una sorgente termica più stabile, rappresentata ad esempio dal suolo (pompe di calore geotermiche) o dai pannelli solari (pompe di calore elioassistite, PDCEA). Il vantaggio di una PDCEA rispetto ad una interfacciata con sonde geotermiche è di tipo economico, in quanto è sufficiente l'impiego di pannelli solari termici a bassa efficienza con un costo ampiamente più basso rispetto a quello necessario per la realizzazione di sonde geotermiche. Inoltre la PDCEA permette di sfruttare la risorsa solare continuativamente nel tempo, anche in periodi caratterizzati da un minore irraggiamento e/o da giornate nuvolose. Infatti, nelle applicazioni del solare termico per la produzione diretta di acqua calda, le temperature di esercizio sono molto elevate (50-80 °C), mentre nel caso di interfaccia con la pompa di calore è sufficiente una temperatura di 15-20 °C per apprezzare un significativo miglioramento nel coefficiente di prestazione (COP) della macchina. Nonostante siano presenti molti modelli sia teorici sia sperimentali in letteratura con COP medi stimati attorno a 3-4, la diffusione delle PDCEA sul mercato è praticamente nulla, limitandosi ad alcuni casi isolati legati a facility accademiche o di reparti di ricerca.
Si propone il caso studio dell'impianto pilota a PDCEA presso il palazzetto dello sport "Carmine Romanzi" (Palacus) dell'Università degli Studi di Genova mettendo in evidenza i suoi punti di forza e le criticità emerse dalla nascita dell'impianto (2013) ad oggi. Il vantaggio aggiunto rispetto ad altre facility sperimentali risiede nella presenza di un'utenza reale, rappresentando quindi un'evoluzione rispetto ai modelli di laboratorio e permettendo di verificare il funzionamento dell'impianto in un contesto non simulato.
La tematica di soluzioni impiantistiche ibride come le PDCEA, è un argomento molto attuale, dato il suo elevato potenziale non ancora sfruttato e la richiesta di soluzioni impiantistiche avanzate anche a livello residenziale per accedere agli incentivi statali.
Alessandro Cavalletti - Università di Genova - http://www.unige.it
Articoli tecnico scientifici o articoli contenenti case history
Ultimi articoli e atti di convegno

Soluzioni di efficienza per l'industria: particolari applicazioni trigenerative e recuperi energetici

- Case Study: 1. Efficienza in PMI 2. Renewable Cogen - Food & Beverage 3. Efficienza industria alimentare: trigenerazione a bassa...

UNI 11859-1:2022 Impianti alimentati a combustibile liquido e solido - Linee guida per la verifica dell'idoneità al funzionamento in sicurezza

Parte 1: Sistemi di evacuazione della combustione La norma stabilisce i criteri per verificare la sussistenza dei requisiti di sicurezza dei sistemi...

Application Note: Monitoraggio dei COV nei sistemi di abbattimento a carboni attivi per biogas e biometano

I Composti Organici Volatili sono sostanze presenti in tutti i biogas provenienti da fermentazione anaerobica di materiale organico. L'abbattimento...

Il Superbonus: dal DL Rilancio a oggi

Il CTI è da sempre molto attivo e presente sulla tematica degli incentivi per ciò che riguarda le misure di efficienza energetica e sulle fonti...

Sistema di monitoraggio dell'upgrading Biometano

Il sistema di monitoraggio Pollution è la soluzione ideale per misurare i parametri fondamentali negli impianti di upgrading da biogas a biometano e,...

Crisi climatica ed energetica: quali problemi e costi effettivi per il sistema paese e chi li paga

Un difficile equilibrio tra default dello stato, de-industrializzazione per alti costi di energia e materie prime, rivolta sociale per caro prezzi.

Intelligenza artificiale e CFD: sviluppo di modelli di parete per l'efflusso nelle turbomacchine

Descrizione del processo di creazione di leggi di parete basate su un approccio machine learning. Delle reti neurali sono addestrate su simulazioni ad...

Accumulo elettrico: gli obiettivi dell'ENEA all'interno del progetto EUBATIN

Il progetto EUBATIN mira a garantire un vantaggio competitivo dell'innovazione europea sulle batterie, ponendo così le basi per una localizzazione...

Riqualificazione energetica di un antico casolare

A Bastia Umbra (PG), nella vallata ai piedi di Assisi, un intervento di riqualificazione edilizia ha trasformato un casolare in una villetta su due...

Il partner di riferimento per valvole di regolazione, intercettazione, sicurezza, scarico condensa

Le valvole ARI vengono utilizzate nelle applicazioni più comuni quando il processo produttivo richiede il controllo, l'intercettazione, la sicurezza...

Sicurezza e Robotica Collaborativa: tre domande ad Alessio Ragni di Pilz Italia

In occasione di SAVE PLC e Cobot Web Edition di maggio, appuntamento online per i professionisti dell'Automazione Industriale, con focus sui PLC e...