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Fonti rinnovabili: energia solare e refrigerazione


  • Luogo
    Rovereto, Trento
  • Superficie di intervento
    130 mq
  • Progettisti
    Studio Tesi Engineering
  • Categoria di intervento
    UFFICI

 

Propiziato dalla nuova emergenza energetica – e soprattutto dalla valenza ecologica con cui la stessa si ripresenta oggi – questo gradito ritorno si fonda anche su una circostanza tecnica ad esso particolarmente favorevole: la progressiva diffusione dei sistemi di riscaldamento a bassa temperatura, grazie all’affermazione di pannelli radianti – a pavimento, soffitto, e parete - ha comportato un progressivo ricorso a temperature del fluido termovettore via via più contenute, sempre più compatibili con i livelli termici dei collettori solari.
Inizialmente relegata alla mera produzione di acqua calda sanitaria, l’energia solare, aggiunge oggi a questo tradizionale target energetico un significativo contributo alla climatizzazione dell’edificio, offrendo uno sfruttamento più intensivo della fonte rinnovabile e superando la intrinseca irregolarità del consumo sanitario.
Se da un lato il raggiungimento di risultati apprezzabili per la climatizzazione invernale impone l’installazione di superfici considerevoli di pannelli solari, dall’altro sovradimensionamenti poco meditati rischiano di portare alla produzione di eccedenze inutilizzate.
Il sistema di per sé soffre di una intrinseca instabilità: i mesi più rigidi, che mostrano un maggior fabbisogno termico, sono caratterizzati da minore insolazione; al contrario avvicinandosi alla buona stagione, la maggiore disponibilità di energia solare rischia di risultare sfruttata solo in misura parziale.
Un’opportuna scelta dell’angolo di inclinazione “zenitale” dei pannelli – installati con forte inclinazione rispetto al piano orizzontale, in modo da privilegiare lo sfruttamento del sole nelle traiettorie basse, tipiche dei mesi più rigidi - permette di ridurre la evidenziata discrepanza tra i profili delle energie richieste e disponibili.
Resta tuttavia indispensabile un sistema di generazione tradizionale del calore, sia per integrare i fabbisogni dei periodi più rigidi, che per subentrare al solare nelle inevitabili situazioni di cielo coperto.
In tali condizioni il considerevole investimento in tecnologia solare trova un adeguato sfruttamento solo per un limitato numero di ore di insolazione, con conseguente penalizzazione dei tempi di recupero dell’intervento.

Un sole freddo
Una più intensiva utilizzazione si prospetta, invece, laddove si consideri anche l’utilizzo estivo del calore recuperato: questo può essere vantaggiosamente impiegato nella produzione di acqua refrigerata per la climatizzazione estiva, tramite un processo frigorifero ad assorbimento, ovvero di una tipologia di refrigeratore funzionante con energia termica.
La peculiarità dell’assorbitore è quella di svolgere la pressurizzazione (tipica di ogni ciclo frigorifero) del fluido frigorigeno (p. es. acqua) in fase liquida anziché gassosa, con una eliminazione pressoché totale della potenza elettrica assorbita.
Questa circostanza però, a monte e a valle della fase di pressurizzazione, ne presuppone rispettivamente una di assorbimento del vapore (in un liquido assorbente, p. es. bromuro di litio) ed una di separazione (per diverso punto di ebollizione): proprio in quest’ultima fase viene impiegata la potenza termica che, nel processo ad assorbimento, sostituisce l’apporto elettrico tipico del “parente” ciclo a compressione.
A fronte dell’impiego di energia meno pregiata (termica), si assiste però ad una sensibile riduzione del coefficiente di effetto utile (C.O.P. = coefficient of performance), che scende dal 2,5 – 2,8 di un tradizionale ciclo a compressione a valori prossimi a 0,7.
Il processo richiede acqua a temperatura piuttosto elevata (nell’ordine di 80 – 90°C): in prima approssimazione non ci sono però ragioni per cui un pannello solare che in inverno produce acqua a 55°C con condizioni esterne prossime allo 0°C, non possa fornirla in estate a 85°C con ambiente a 30°, senza percettibili penalizzazioni di resa.
Risulta quindi possibile sfruttare utilmente la radiazione estiva – quella che nell’anno presenta maggiore intensità e durata giornaliera –, per la produzione di freddo, godendo di una sorta di autoregolazione del sistema: a differenza del regime invernale, in quello estivo una maggiore insolazione comporta un maggiore carico termico, ma consente anche una maggiore captazione di energia solare e con essa una maggiore produzione di potenza frigorifera, in grado di fronteggiare – in tutto o in parte – la maggiore richiesta di freddo.
A fronte dell’eventualità, tutt’altro che improbabile, di giornate calde e afose (fabbisogno termico elevato) con cielo coperto (ridotte radiazione e produzione di freddo “solare”), diviene necessario completare l’impianto con sorgenti complementari tradizionali: di freddo (per integrare la produzione di acqua refrigerata di “origine solare”) o, in alternativa, di calore (per assicurare l’alimentazione dell’assorbitore in carenza di sole).

L’impianto di Rovereto: l’esempio
Progettato dallo Studio Tesi Engineering di Trento, con fornitura del materiale solare da parte della ditta Suntek Srl, l’importatore unico del marchio Solvis in Italia, l’impianto solare termico realizzato sulla struttura dell’ufficio del catasto di Rovereto, è l’esempio applicativo dello sfruttamento dell’energia solare per climatizzazione estiva e invernale.
Esso dispone di una superficie solare assorbente pari a 130 m² di collettori solari di grandi dimensioni modello SolvisFera, capaci di erogare una potenza di picco di 75 kW, installati sulla copertura della struttura.
Fornendo acqua calda ad un assorbitore con un ciclo a bromuro di litio, garantiscono una produzione d’acqua a 7° per l’alimentazione di ventilconvettori a 2 tubi per il raffrescamento estivo.
Durante il periodo invernale invece, l’energia solare termica, eventualmente integrata da una fonte tradizionale (caldaia a condensazione) viene inviata direttamente nei ventilconvettori per il riscaldamento degli ambienti.
L’impianto è completato da accumuli inerziali con un volume totale di 16 m³, i quali consentono di immagazzinare l’energia nei giorni di non utilizzo per fornirla invece nelle giornate successive.
L’attuazione di un impianto di questo tipo ha lo scopo di segnare un passo significativo per l’incentivazione e la promulgazione di impianti progettati per lo sfruttamento di impianti progettati per lo sfruttamento di energia da fonti rinnovabili.

TEMA TECNICO:

Solare termico

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