Accumulatore di calore

- Laboratorio Idrogeno da FER e Accumulo Termico - Piattaforma Energie Rinnovabili di Sardegna Ricerche - Sviluppo e realizzazione di un sistema di gestione e controllo per l'impianto di produzione, accumulo e impiego dell'idrogeno

Nei mercati con una forte penetrazione degli impianti fotovoltaici ed eolici, che non sono in grado di garantire una produzione regolabile e programmabile, è richiesto un elevato livello di flessibilità nella gestione degli altri impianti di generazione elettrica (tradizionali e rinnovabili), che ne comprometta il meno possibile le prestazioni. In questo scenario, la capacità di inseguimento di un carico da parte degli impianti solari a concentrazione (Concentrated Solar Power - CSP) può giocare un ruolo fondamentale nei Paesi con elevata irradianza diretta. Grazie alla presenza di sistemi di accumulo termico, è possibile sfruttare l'energia solare anche dopo il tramonto e regolare la produzione in funzione del valore istantaneo della domanda elettrica

In questo lavoro sono riportati i risultati di un'indagine sperimentale eseguita su un accumulatore di energia termica di tipo packed-bed sottoposto a cicli ripetuti. Il materiale solido per l'accumulo termico è l'allumina, mentre il fluido termovettore è l'aria. I risultati sperimentali sono stati confrontati mediante alcuni indici di prestazione caratteristici e il rendimento exergetico.

E’ stato presentato in occasione della recente edizione di Mostra Convegno Expocomfort MCE il nuovo tool SCHEMI D’IMPIANTO di Baxi, una libreria con 300 diverse soluzioni impiantistiche per applicazioni residenziali e commerciali a disposizione dei professionisti per agevolare la progettazione e il dimensionamento di impianti di riscaldamento e condizionamento. Elaborati dall’Engineering Team di Baxi, gli schemi di impianto sono consultabili tramite codice prodotto o nome dello schema stesso. In assenza di tali informazioni, il tool mette a disposizione dei filtri per ricercare in base a: categoria prodotto o nome prodotto, fonte di generazione, distribuzione, funzionamento, bollitore per la produzione di acqua calda sanitaria, accumulo termico e livello di separazione idraulica. Ogni schema è dunque contraddistinto da un codice che porta con sé informazioni univoche. Più precisamente, ciascun elemento del codice rappresenta una caratteristica specifica del sistema d’impianto, corrispondente ad un determinato filtro applicato in fase di ricerca. Sempre per agevolare la selezione dello schema d’impianto, ad ogni codice è stata associata una breve descrizione della logica di funzionamento dello stesso. Il tool consente anche di visualizzare l’anteprima dello schema selezionato e di effettuare il download in formato dwg e pdf. Ogni schema d’impianto si compone infine di parte idraulica - con note destinate al progettista termotecnico, e di parte elettrica - con indicazioni per l’elettrotecnico. La Libreria, oggi a disposizione dei professionisti, è il frutto di anni di esperienza dell’Engineering Team Baxi nello sviluppo e dimensionamento di impianti sia per la componente idraulica che elettrica. Un “su misura” puntuale, minuzioso e prezioso, che testimonia la dedizione al servizio di supporto già in fase pre-vendita.

Chaffoteaux presenta le nuove pompe di calore della serie M Link. Idroniche e monoblocco, facilitano la vita sia agli installatori che agli utenti finali: i primi, infatti, le possono installare velocemente anche senza disporre del patentino F-Gas perché il circuito frigorifero è chiuso ermeticamente nell'unità esterna e soltanto l'acqua entra all'interno dell'abitazione; chi le sceglie per riscaldare e raffrescare la propria casa ha invece il vantaggio di una gestione completa anche da remoto, grazie all’app Chaffolink. Il modello Arianext Plus M Link è particolarmente silenzioso, efficiente e mantiene prestazioni elevate anche in condizioni estreme, con un range di funzionamento - in riscaldamento - che comprende una temperatura esterna tra i -20 e i 35 °C e una temperatura di mandata fino a 60°, senza l'ausilio delle resistenze integrative. La possibilità di inserire un accumulo termico nell’impianto permette inoltre di ridurre i cicli on/off, allungando notevolmente la vita del compressore, velocizzando i cicli di defrost ed evitando il congelamento della batteria esterna, con grandi vantaggi per la salvaguardia dell’intero sistema. L’eventuale integrazione di moduli fotovoltaici permette poi di immagazzinare l’energia elettrica in eccesso trasformandola in energia termica, tagliando gli sprechi e ottimizzando la gestione in ogni periodo dell’anno. Ai vantaggi di un impianto di climatizzazione efficiente si aggiungono infine le agevolazioni previste dal Conto Termico 2.0, che accorciano i tempi per recuperare l’investimento. In alternativa (in caso di ristrutturazione e non di prima installazione) è possibile usufruire anche delle detrazioni fiscali del 50% o del 65%. Cos’è il Conto Termico 2.0 Il Conto Termico 2.0 è un sistema di incentivazione statale per interventi finalizzati a migliorare l’efficienza energetica delle abitazioni. L’entitaÌ? dell’incentivo economico che eÌ? possibile richiedere al GSE (Gestore dei Servizi Energetici) dipende da 3 parametri: - Potenza a pieno carico della pompa di calore (A7/W35) - Efficienza (COP nominale) (A7/W35) - Zona in cui il prodotto viene installato (zona climatica) L’incentivo previsto da Conto Termico 2.0, per le pompe di calore Arianext Plus M Link viene erogato entro 60 giorni dall’accettazione della pratica da parte del GSE.

Sistemi solari a circolazione forzata concepiti per la produzione di grandi quantità di acqua calda sanitaria mediante scambio istantaneo in modulo esterno a piastre, alimentato da acqua di processo contenuta in accumulo termico senza serpentini.L’apporto energetico solare è garantito da un campo di collettori solari a tubi sottovuoto SKY 21 CPC 58.

Grazie alla regolazione evoluta, la potenza erogata può essere modulata in un intervallo impostabile da monitor touch screen a colori da 10” a bordo macchina o da remoto mediante dispositivo connesso a internet. Apposite sonde gestiscono il carico stratificato dell’accumulo termico inerziale e l’eventuale abilitazione delle caldaie integrative. È possibile selezionare diverse modalità di funzionamento: per inseguimento del fabbisogno termico, oppure termico ed elettrico quando si voglia minimizzare l’energia elettrica ceduta in rete. Sono inoltre disponibili una modalità di funzionamento per richiesta termica ridotta (carico della sola parte alta del serbatoio inerziale), utilizzabile ad esempio nel periodo estivo e un’opzione ottimizzata per il raggiungimento della massima economia sui costi di esercizio della struttura, che minimizza la cessione dell’energia in rete.

Dall’esperienza Daikin, leder nei sistemi di climatizzazione e riscaldamento, nasce un nuova soluzione in grado di rivoluzionare le regole del mercato dei sistemi per la produzione di acqua calda: si tratta dello scaldacqua in pompa di calore ECH2O, che unisce il know how dell’azienda nelle tecnologie in pompa di calore e nella tecnologia di accumulo di calore. Lo scaldacqua in pompa di calore di Daikin è composto da due unità: una motocondensante esterna con controllo a inverter e un serbatoio di accumulo del calore. Disponibile in due modelli (da 300 L e 500 L, a seconda del fabbisogno di acqua calda sanitaria) lo scaldacqua in pompa di calore ECH2O vanta ben quattro modalità di regolazione per rispondere a tutte le esigenze e abitudini di consumo. Grazie all’interfaccia integrata del pannello di controllo, la programmazione è semplice e intuitiva: 1. Modalità ECO: è la soluzione più economica in assoluto. Questa modalità funziona solamente in pompa di calore, con una riduzione notevole del consumo energetico. 2. Modalità AUTO: funziona nello stesso modo della modalità ECO. Tuttavia, in caso di bisogno, la resistenza elettrica integrata nel sistema è abilitata a entrare in funzione per garantire un comfort ottimale in tutte le situazioni. Con questa modalità, la priorità viene data al funzionamento termodinamico per favorire al massimo la parte svolta dalla pompa di calore. Tale modalità è ideale per una famiglia, poiché è possibile programmare gli orari nei quali ci sono maggiori esigenze di acqua calda per il comfort di tutti. 3. Modalità SILENZIO: l'unità esterna della pompa di calore funziona a potenza ridotta, quindi il livello sonoro generato è inferiore. È possibile scegliere il programma AUTO durante la giornata e attivare il programma SILENZIO per la notte. 4. Modalità BOOST: se vi è l'esigenza di una grande quantità di acqua calda per una durata breve, è possibile attivare la modalità BOOST. In questo modo la pompa di calore e la resistenza elettrica ausiliaria funzioneranno contemporaneamente per raggiungere il più rapidamente possibile la temperatura impostata per l'acqua calda. La modalità è direttamente accessibile dall’accumulo azionando il tasto BOOST. Questo nuovo scaldacqua a pompa di calore consente di ottenere notevoli risparmi energetici: la tecnologia in pompa di calore permette di ottenere un rendimento stagionale del 123%; inoltre, la produzione istantanea d'acqua calda, grazie all'assenza di energia supplementare per il ciclo di disinfezione dell'acqua, produce altri guadagni in termini di consumo energetico. Il nuovo scaldacqua Daikin consuma quindi fino a 3 volte di meno rispetto a uno scaldacqua tradizionale elettrico. L’accumulo termico è costituito da due strati di polipropilene tra i quali è iniettata una schiuma di poliuretano, per garantire un isolamento perfetto dello scaldacqua. Nell’accumulo, uno scambiatore corrugato in acciaio inox, con una capacità di circa 29 L, è disposto su tutta la lunghezza dell'accumulatore per garantire una stratificazione perfetta e massimizzare l’efficienza nella produzione dell’acqua. Diversamente dagli accumuli tradizionali, l'acqua calda che si utilizza non viene immagazzinata nel serbatoio di accumulo, ma riscaldata istantaneamente mentre defluisce nel serbatoio. Il serbatoio di accumulo a vaso aperto viene riempito, in fase di installazione, con un’acqua chiamata "acqua tecnica": quest’acqua immagazzina l'energia e la restituisce in un secondo momento per riscaldare l'acqua calda sanitaria. L’acqua di rete, fredda, entra in uno specifico scambiatore corrugato e viene riscaldata secondo il principio della produzione istantanea. L'assenza di stoccaggio dell'acqua influisce fortemente sulla qualità dell'acqua sanitaria prodotta, che risulta pura. In tal modo si elimina completamente ogni rischio di legionella. L’isolamento del serbatoio è realizzato tramite due strati di polipropilene tra i quali è iniettata della schiuma di poliuretano (5,6 cm). Questa tecnologia non necessita di alcuna specifica protezione anticorrosione. Il polipropilene è anche una garanzia di lunga durata e robustezza (resistenza agli urti). Modularità e flessibilità L’unità da 500 L presenta grande flessibilità grazie alla predisposizione di uno scambiatore aggiuntivo, al quale è possibile collegare un sistema solare in pressione o un generatore ausiliario anche preesistente. Flessibilità e modularità rendono l’unità adatta sia a soluzioni residenziali che commerciali: collegando in parallelo più unità posso soddisfare grandi esigenze di acqua calda sanitaria. Semplicità di installazione e manutenzione L'unione della pompa di calore con il serbatoio di accumulo e l'assenza di apparecchiature come il vaso di espansione rendono molto più facile l'installazione di questo sistema. La compattezza consente inoltre l'installazione in spazi ridotti. I vantaggi dello scaldacqua ECH2O Daikin:  Prodotto compatto: ingombro al suolo ridotto, equivalente a quello di un frigorifero domestico.  Semplice da riempire e svuotare: il prodotto è stato pensato per essere semplice da installare, avviare e manutenere.  Manutenzione ridotta e componenti accessibili: l'assenza di stoccaggio di acqua calda sanitaria consente di ridurre notevolmente la manutenzione dell'apparecchio.  Accessibilità connessioni serbatoio: le principali connessioni del serbatoio di accumulo (collegamento frigorifero e collegamento idraulico) sono tutte disposte in alto, e quindi facilmente accessibili. È possibile collegare l’accumulo ai pannelli solari a svuotamento automatico Solaris DB (Drain-Back) posti sul tetto della casa. Il collegamento è semplice poiché lo scaldacqua ECH2O è dotato di uscite per l’impianto solare premontate in fabbrica. L’eccellente scambio termico e la semplicità di installazione e di utilizzo sono i principali vantaggi della soluzione a svuotamento automatico Solaris DB. L’accumulo da 500 L, in alternativa, può essere associato a pannelli solari pressurizzati Solaris P. Funzione Smart Grid per connessione al fotovoltaico L’installazione di una pompa di calore elettrica valorizza il lavoro dell’impianto fotovoltaico, per un miglior risultato in termini di comfort, investimento e autoconsumo. Accrescere la quota di autoconsumo grazie all’utilizzo di pompe di calore significa non solo valorizzare il proprio sistema fotovoltaico ma anche accrescere il proprio grado d’indipendenza energetica rispettando l’ambiente. La funzione Smart Grid consente di trasformare un surplus di energia elettrica proveniente dal fotovoltaico in energia termica stoccata nell’accumulo tecnico integrato. Lo stoccaggio di energia termica si attua a livello pratico tramite innalzamento a un livello superiore della temperatura dell’accumulo tecnico integrato.

In questo lavoro sono presentate le differenti tecnologie di accumulo termico e gli innovativi materiali di accumulo utilizzati. Lo scopo è descrivere e confrontare potenzialità e limiti delle varie tecnologie sviluppate allo scopo di soddisfare il sempre più pressante bisogno di recuperare il calore di scarto dei processi industriali e di migliorare l’efficienza energetica degli edifici. Vengono analizzati i costi di costruzione e gestione degli impianti di accumulo termico allo scopo di evidenziare i principali obbiettivi della ricerca scientifica.

Panoramica sull' installazione di un impianto solare termico a circolazione forzata, con 1 collettore piano ed un accumulo termico da 200 litri, completo di stazione solare e regolatore, per la produzione di acqua calda sanitaria ad uso residenziale.