Sistemi energetici sostenibili

Sfruttamento del terreno come fonte di riscaldamento/raffrescamento degli edifici.

Paolo Calcaterra

TEMPERATURA GLOBALE IN CONTINUO AUMENTO

Nel 1998 la temperatura media dell’atmosfera sulla superficie della Terra si è drasticamente alzata al nuovo valore di 14.57°C

CONCENTRAZIONE DI CO2 NELL’ATMOSFERA TERRESTRE DALL’ANNO 1000 A OGGI (ppm)

Gli scienziati ritengono che l’aumento della temperatura dell’atmosfera terrestre sia dovuto all’accresciuto rilascio di gas serra

CONCENTRAZIONE DEI PRINCIPALI GAS SERRA NELL’ATMOSFERA TERRESTRE

DALL’ANNO 1764 A OGGI

1764 1998

Anidride Carbonica 280ppm 350ppm

Protossido di azoto 285ppM 310ppM

Metano 800ppM 1700ppM

PROIEZIONI DEL RISCALDAMENTO GLOBALE

Le variazioni di gas serra che si sono già verificate dovrebbero finire per provocare un incremento della temperatura media globale tra 0.8 e 2.6°C nel 2025

QUALI SOLUZIONI SI POSSONO ADOTTARE NEL SETTORE DEL

CONDIZIONAMENTO PER RIDURRE QUESTA TENDENZA?

SISTEMI AD ENERGIA

GEOTERMICA

La tecnologia GHP (GEOTHERMAL HEAT PUMP) è il sistema di

condizionamento e riscaldamento più efficiente dal punto di vista

energetico, più pulito per l’ambiente e più conveniente oggi

disponibile sul mercato

Il nostro pianeta assorbe circa il 47% dell’energia solare (più di 500 volte l’energia di cui il genere umano necessita ogni anno) e la mantiene in forma di energia pulita e rinnovabile.

I GHP sono sistemi elettrici che traggono vantaggio dalla temperatura relativamente costante della

terra per fornire riscaldamento, condizionamento e acqua calda per case ed edifici commerciali.

17°C

28°C

6°C

Le pompe di calore geotermiche estraggono calore dalla Terra durante l’inverno con un’efficienza che spesso supera il 400-450% e le restituiscono calore

durante il periodo caldo.

Vertical loop, perforazioni da 25 a

100m, poca area superficiale

richiesta

Horizontal loop, profondità da 1,5 a 3 m, ampia aerea

superficiale richiesta

Pond loop, laghetti naturali o artificiali

Pompa/e di circolazion

eCondotte aria

Unità di trattamento aria/acqua

Serbatoio acqua calda

Ripresa

Lord Kelvin 1852

Haldane Scozia 1927

ALCUNE DOMANDE….

- Qual è l’efficienza di questi sistemi?

- Quali sono i costi di installazione e di gestione

- Qual è l’impatto ambientale?

PARAMETRI DI MISURA DELL’EFFICIENZA

- COP=Heating capacity (Btu/h)/Power input (Btu/h)

- EER=Total cooling capacity (Btu/h)/

Power input (watt)

1Kw=3414.3 Btu/h

I sistemi GHP possono ridurre il consumo di energia fino ad oltre il 40% confrontati con pompe di calore

aria ariafino al 70-75% confrontati con il riscaldamento

elettrico e condizionamento tradizionale

0

5

10

15

20

GH

P

Stu

fa e

lett

rica

Pom

pa A

ria-

aria

Cal

daia

a g

as a

d al

taef

fici

enza

Cal

daia

a g

asol

io COPEER

- QUAL E’ IL COSTO PER INSTALLARE UN IMPIANTO

GEOTERMICO?

- Probabilmente il più grosso ostacolo da superare nella vendita dei sistemi

geotermici è il più alto costo di installazione rispetto a sistemi tradizionali

In Italia i costi variano considerevolmente da località a località e in funzione

dell’isolamento termico dell’abitazione

- MA ALLORA DOV’E’ IL VANTAGGIO ECONOMICO PER UN

UTENTE DI UN IMPIANTO GEOTERMICO?

- Nei costi di gestione.

0

5

10

15

20

25

Gas

olio

GP

L

Met

ano

Stu

fael

ettr

ica

Pom

pa

aria

-ari

a

GH

P

$ dati USA per milione di Btu

1Btu=0.252 kcal

I costi di gestione dei sistemi GHP sono in assoluto i più bassi se confrontati con i sistemi tradizionali

QUAL E’ L’IMPATTO AMBIENTALE DEGLI IMPIANTI CON POMPE DI

CALORE E SCAMBIO AL TERRENO?

Impatto ambientale – Edifici residenziali (solo riscaldamento) su un ciclo di vita di 20 anni

EFFETTO INDIRETTO EFFETTO DIRETTO

Città

Sistema Energia elettrica

Gasolio o gas consu-

mato

Elettricità

Gen/Trasf

Gasolio o gas

bruciato

Trasmissione di gas

naturale

Totale indiretto

Refrigerante

Massa di CO2

Totale

Massa equiv. di

CO2 kWh/a L/a o m3/a Kg equiv.

CO2

Kg equiv. CO2

Kg equiv. CO2 Kg equiv. CO2

Kg Kg

Vancouver Stufa elettrica

11481 - 12320 - - 12320 0 12320

Caldaia a gasolio

715 1428 770 83470 - 84240 0 84240

Pompa GHP

3926 - 4210 - - 4210 2100 6310

Caldaia a gas

686 1344 740 52350 1382 54472 0 54472

Toronto Stufa elettrica

19431 - 61370 - - 61370 0 61370

Caldaia a gasolio

817 2404 2580 140510 - 143090 0 143090

Pompa GHP

6724 - 21230 - - 21230 2100 23330

Caldaia a gas

766 2211 2420 86120 2274 90814 0 90814

Montreal Stufa elettrica

21561 - 6140 - - 6140 0 6140

Caldaia a gasolio

865 2659 250 155420 - 155670 0 155670

Pompa GHP

7829 - 2230 - - 2230 2100 4330

Caldaia a gas

809 2435 230 94840 2504 97574 0 97574

Halifax Stufa elettrica

19366 - 374870 - - 374870 0 374870

Caldaia a gasolio

885 2403 17130 140460 - 157590 0 157590

Pompa GHP

6701 - 129710 - - 129710 2100 131810

Caldaia a gas

Non disponibile

Analisi effettuata dalla Divisione per l’Energia Elettrica e le Energie Rinnovabili del Canada

Modello: appartamento di 230 mq con sup. finestrata di 23mq

Conclusione: non esiste sistema di riscaldamento e condizionamento in grado di ridurre le emissioni di gas serra ed il conseguente impatto sul riscaldamento globale così efficace come le pompe di calore geotermiche.

Supponendo che si avverino le stime dell’organismo federale americano di avere dal 2001 una media di 400.000 installazioni all’anno, si potrebbero ridurre le emissioni di gas serra di più di 1 milione di tonnellate di anidride carbonica all’anno, equivalenti a togliere dalle strade mezzo milione di auto o piantare più di 1 milione di acri di alberi per arrivare al 2010 alla riduzione di 5 milioni di tonnellate di anidride carbonica all’anno.

Mantenendo la stima di 400.000 installazioni all’anno entro il 2001 il risparmio economico nella riduzione delle bollette energetiche sarebbe di circa 420 milioni di dollari all’anno. Dopo questo passaggio i risparmi crescerebbero di 170 milioni di dollari addizionali ogni anno.

Indagini condotte dalle società di fornitura di energia hanno indicato un altissimo

livello di soddisfazione del cliente per le pompe di calore geotermiche rispetto ai

sistemi convenzionali

Più del 95% degli utenti ghp consiglierebbero tale sistema a un

membro della famiglia o a un amico.