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rapporti - Deliverable

Attività sperimentali di monitoraggio ed accertamento delle prestazioni di apparecchiature

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Attività sperimentali di monitoraggio ed accertamento delle prestazioni di apparecchiature

Nel corso degli studi svolti nel 2008 per il Progetto 2 – Evoluzione della Domanda Elettrica e delle tecnologie per gli usi finali dell’Area USI FINALI, si è constatato che esiste un livello di conoscenza decisamente incompleto per quanto riguarda la performance di apparecchiature commerciali ad alta efficienza, soprattutto in condizioni di reale funzionamento (stagionale, a carico ridotto) che possono differire in modo significativo da quelle nominali. Ciò è di ostacolo ad un utilizzo più capillare delle tecnologie efficienti, in quanto lacune di questo tipo producono scarsa consapevolezza (quando non diffidenza) nell’utenza ed incertezza sulle prestazioni in chi promuove progetti basati sull’efficienza energetica. Si sono allora svolte attività sperimentali per colmare queste lacune conoscitive; tali attività hanno riguardato in particolare frigocongelatori per utilizzo in ambito residenziale e pompe di calore reversibili utilizzanti acqua di falda. Refrigeratori e congelatori in ambito civile E’ stata avviata un’attività sperimentale in laboratorio allo scopo di verificare l’idoneità di logiche di automazione intelligenti ai fini del miglioramento dell’efficienza energetica di apparecchiature frigorifere. In particolare, sono state considerate logiche che comportano l’arresto forzato del compressore di un frigo in funzione delle abitudini dell’utente nell’apertura della porta (ad esempio, per il prelievo o lo stivaggio di cibarie). Ciò, nella convinzione che lo spegnimento del compressore qualche tempo prima dell’apertura della porta e per un’adeguata durata (circa un’ora) possa evitare un funzionamento inutile ed inefficiente dell’apparecchio, così da condurre ad un risparmio energetico, senza per questo condurre ad alcun deterioramento del cibo in esso contenuto. Alcuni risultati ottenuti da modello matematico sono stati incoraggianti, in quanto hanno mostrato che il risparmio giornaliero medio derivante da tale manovra “intelligente” raggiunge anche il 3% dei consumi giornalieri, in funzione della temperature dell’ambiente in cui il frigorifero funziona. I risultati sperimentali raccolti in una campagna di prove su di un frigocongelatore commerciale presso CESI RICERCA hanno mostrato risparmi energetici variabili dal 2% al 5% del consumo elettrico giornaliero. Questi risultati, che peraltro si presentano ben più favorevoli di quelli forniti dal modello, sono però relativi ad un apparecchio di ben definita marca e taglia, operante in condizioni ambientali abbastanza ben controllate; ogni generalizzazione è pertanto poco cauta e prematura. Nonostante ciò, i risultati hanno evidenziato la rilevanza della tematica e l’opportunità di proseguire la ricerca nel futuro secondo questa direttrice. Pompe di calore Sono state descritte le caratteristiche elettroidrauliche dell’impianto di riscaldamento/condizionamento di un complesso commerciale-terziario di grandi dimensioni sito a Milano, basato su pompe di calore elettriche alimentate ad acqua di falda, e sono state presentate le caratteristiche del sistema di monitoraggio continuo delle prestazioni energetiche di tale impianto, allestito da CESI RICERCA, E’ stata inoltre presentata la sintesi dei dati raccolti da tale sistema di monitoraggio durante la stagione invernale di riscaldamento ed estiva di condizionamento degli anni 2007-2008. Le prestazioni stagionali riscontrate non si sono rivelate pari a quelle attese dal punto di vista teorico. Tale risultato sembra da attribuire, in prima istanza, ai non eccellenti valori di COP/EER, espressivi del rendimento della macchina, rispetto ai valori attesi, anche nelle condizioni più favorevoli di funzionamento. In secondo luogo, il poco soddisfacente risultato energetico complessivo è anche da ascrivere all’elevato consumo di energia elettrica delle pompe di sollevamento e circolazione dell’acqua di pozzo, che assomma a

ben il 26% del consumo globale di elettricità, in conseguenza del quale il valore del COP complessivo d’impianto scende a 2,16 in inverno ed a 2,31 in estate. Con tali prestazioni, il PER (primary energy ratio) invernale d’impianto si colloca a valori non dissimili a quelli che si potrebbero per esempio ottenere con le migliori tecnologie di combustione di gas naturale, mentre quello estivo non è sostanzialmente differente da quello che si potrebbe probabilmente ottenere tramite pompe di calore aria-acqua, con minori complessità impiantistiche ed autorizzative. In conclusione, il monito che l’esperienza svolta suggerisce è che lo schema impiantistico adottato, con pompe di calore del tipo acqua-acqua alimentate ad acqua di falda, che presenta potenziali vantaggi rispetto all’utilizzo dell’aria atmosferica come fonte di calore, comporta per l’effettivo raggiungimento dell’efficienza auspicata un’attenta valutazione delle reali prestazioni del macchinario, principale ed ausiliario, installato; a tale proposito, particolare attenzione va prestata ai consumi di energia associati al sollevamento e alla circolazione dell’acqua di falda, che talvolta raggiungono valori così elevati da non produrre un vantaggio, in termini energetici e probabilmente anche economici, rispetto all’adozione di altre tecnologie più convenzionali e/o più usuali. Prescindendo da ogni possibile ed ulteriore considerazione di tipo economico, va tuttavia considerato che la soluzione adottata, basata su pompe di calore elettriche, consente con le stesse macchine di soddisfare sia il fabbisogno invernale di riscaldamento, sia quello estivo di raffrescamento, non produce localmente alcuna emissione di inquinanti in atmosfera (fattore particolarmente importante in ambiente urbano) e presenta probabilmente minori vincoli impiantistici e di sicurezza rispetto alla installazione di caldaie a gas.

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