Analisi di progetti per riscaldamento
solare dell’aria
Corso analisi progetti con energie pulite
Impianto industriale riscaldamento solare dell’aria, Quebec, Canada
Foto: Conserval Engineering
© Minister of Natural Resources Canada 2001 – 2006.
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Obiettivi
• Rivedere i principi degli impianti di
riscaldamento solare dell’aria (RSA)
• Illustrare le considerazioni chiave
per l’analisi di progetti di RSA
• Presentare il modello RETScreen®
per i progetti di RSA
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Cosa fornisce un impianto di RSA?
• Ventilazione aria calda
Scuola, Yellowknife, Canada
• Aria calda di processo
…ma anche…


Rivestimento resistente agli
agenti atmosferici
Ridotte perdite di calore
attraverso le pareti

Ridotta stratificazione

Migliore qualità dell’aria

Collettore solare
Foto: Arctic Energy Alliance
Ridotti problemi di pressione
negativa
Foto: Enermodal Engineering
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Funzionamento impianto RSA
1. L’assorbitore scuro e perforato
cattura l’energia solare
2. Il ventilatore aspira l’aria dal
collettore e del canopy
3. I controlli regolano la temperatura


3
7
VENTILATORE
Serrande
Riscaldamento ausiliario
LE PERDITE DI CALORE
VENGONO BLOCCATE
DALL’ARIA IN ARRIVO
4. L’aria è distribuita nell’edificio
5. La perdita di calore è recuperata
6. Destratificazione
7. Serranda by-pass estivo
4
2
5
1
INTERCAPEDINE
D’ARIA
ASSORBITORE
CALORE SOLARE
CANALE DISTRIBUZIONE
6
L’ARIA ESTERNA SI RISCALDA
ATTRAVERSANDO L’ASSORBITORE
INTERCAPEDINE ARIA
SPAZIO INTERNO A
PRESSIONE
NEGATIVA
IL PROFILATO ASSICURA IL
CONTROLLO DELLO STRATO
LIMITE DEL VENTO
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Sistemi RSA
residenziali e commerciali
•
Due tipi di sistemi

Ventilazione dedicata (appartamenti e scuole)

Riscaldamento, raffreddamento e ventilazione con 10-20% di aria
primaria (esterna)
•
Il collettore del RSA viene collegato a ventilatori e canalizzazioni
standard
•
Riscaldamento
standard per
integrazione se
richiesto
•
Nessuna
destratificazione
•
L’economizzatore
permette di usare più
aria esterna
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Sistemi RSA industriali
•
Per ventilazione all’interno di stabilimenti, magazzini ecc.
•
Canale in tessuto forato per distribuzione aria a livello del soffitto
•
Controllo temperatura:
miscelazione aria
esterna con quella
ricircolata; aggiungere
riscaldamento se
necessario
•
Destratificazione:
l’aria fredda si miscela
con l’aria l’aria calda
del soffitto e scende
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Sistemi RSA per calore di processo
•
Collettore montato su qualsiasi superficie
conveniente
•
Uscita del collettore collegata alla
canalizzazione di processo
•
Area essiccazione té, Java ovest, Indonesia
La temperatura può essere regolata
con
Riscaldamento convenzionale
 Serranda di bypass

•
Essiccazione raccolto

•
necessita di basse temperature
per non rovinare il raccolto
Foto: Conserval Engineering
Preriscaldamento aria per processi industriali
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Ore solari di picco quotidiane sulla superficie del collettore
Risorsa solare /
richiesta di riscaldamento aria
Iqaluit, Canada, 64ºN
Lanzhou, Cina, 36ºN
6
6
4
4
2
2
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12
1
6
6
4
4
2
2
0
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Buffalo, USA, 43ºN
1
4

2
0
2
3
4
5
6
4
5
6
7
8
9
10
11
12
8
9
10
11
12
0

6
1
3
Giacarta, Indonesia, 6ºS
Mosca, Russia, 55ºN
1
2
7
8
9
10
11
12

2
3
4
5
6
7
I mesi con la temperatura media < 10°C
sono ombreggiati
Superfici verticali esposte a sud ad
accezione di Giacarta (orizzontale)
Frazione del mese d’utilizzo
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Costi e risparmi dei sistemi RSA
1 m2 di collettore
Costi d’installazione:
Collettore: da $ 100 a $ 250/m2
 Sistema ventilazione: da $ 0 a $ 100/m2
 Totale: da $ 100 a $ 350/m2

Energia ricevuta:

meno il costo del rivestimento standard
da 1 a 3 GJ/anno
Elettricità $ 0,05/kWh
Gasolio $ 0.30/l
Gas $ 0,17/m3
$0
$ 0,70/l
$ 0,45/m3
$ 20
$ 0,12/kWh
Risparmio annuo
per 2 GJ di resa
$ 40
$ 60
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Considerazioni per il sistema di
riscaldamento solare dell’aria
•
Più economico in nuove costruzioni o in ristrutturazioni


•
•
•
•
Assicurarsi che il sistema di ventilazione esistente può essere collegato ad un
sistema di riscaldamento solare dell’aria.
La maggior parte dei colori scuri hanno un assorbimento del 0,80-0,95

•
Costi evitati del rivestimento
Aspetti architettonici molto importanti
Più economico in caso di
elevata occupazione
Può essere installato intorno
alle finestre ed alle porte
Possono essere utilizzati i
ventilatori e le canalizzazioni
esistenti
Bassa manutenzione o
inesistente
Componenti sistema riscaldamento solare dell’aria
Ventilatore d’estrazione
Canalizzazione distribuzione aria
Serranda bypass
aria ricirc.
Canopy
Serranda frontale
Serranda bypass
estivo
Ventilatore
Piastra perforata
assorbitore
Foto: NRCan
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Esempi: Canada e Stati Uniti
Sistemi di riscaldamento aria
ventilazione
•
Qualità dell’aria migliorata con costi ridotti
•
Le dimensioni vanno da pochi m2 a 10.000 m2
•
I canali devono essere installati vicino alla facciata sud
•
Ammortamento tipico da 2 a 5 anni
•
I sistemi industriali hanno di solito
tempi di ammortamento più rapidi
Condominio,
Ontario, Canada
Collettore marrone in edificio
industriale, Connecticut, USA
Classe mobile, Ontario, Canada
Foto: Conserval Engineering
Foto: Conserval Engineering
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Esempio: Indonesia
Sistema riscaldamento di processo
• Normalmente sistemi a
portata costante con
controlli molto semplici
Sito essiccazione té, Java ovest, Indonesia
• Usati per essiccazione
raccolti che sono coltivati
durante tutto l’anno
• Miglio se la stagione con
più insolazione coincide
con la stagione del raccolto
Foto: Conserval Engineering
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Modello RETScreen® per progetti di
riscaldamento solare dell’aria
• Analisi globale di produzione energetica, costi gestionali
e riduzione emissioni di gas serra
•

Ventilazione aria

Riscaldamento di processo

Recupero calore

Destratificazione
Solo 12 dati mensili del RETScreen®
contro gli 8.760 dei modelli che
utilizzano simulazione oraria
• Attualmente non comprende:

Sistemi avanzati HRV

Tecnologie non Solarwall®

Sistemi di ventilazione sbilanciati
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RETScreen®
Calcolo energia RSA
Calcola
energia solare
utilizzabile
Sistemi
industriali: 3
iterazioni
Calcola
efficienza
collettore
Calcola aumento
temperatura e
fattore uso solare
Risparmio energia
solare ricevuta
Risparmio per
calore recuperato
Risparmio per
destratificazione
Risparmio totale:
riscaldamento
aria processo
Risparmio totale:
riscaldamento aria
commerciale /
residenziale
Risparmio totale:
riscaldamento
edifici industriali
Vedi manuale elettronico
Analisi progetti con energie pulite:
RETScreen® Ingegneria e casi
Analisi progetti riscaldamento solare dell’aria
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Esempio di convalida del modello
RETScreen® per progetti RSA
Comparazione con SWiftTM RETScreen
[kWh/m2/g]
SWift Differenza
[kWh/m2/g]
Toronto, Ontario, Canada
Industriale (Elev. Aumento temp.)
Industriale (Elevata efficienza)
Commerciale (Elevata efficienza)
1,23
1,64
1,39
1,21
1,79
1,28
2%
-8%
9%
1,64
2,20
1,93
-15%
-9%
5%
Winnipeg, Manitoba, Canada
Industriale (Elev. Aumento temp.)
Industriale (Elevata efficienza)
Commerciale (Elevata efficienza)
1,40
2,00
2,03
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Conclusioni
•
Il RSA fornisce riscaldamento aria di ventilazione e di processo
•
Tutti i luoghi del mondo hanno energia solare a disposizione quando il
riscaldamento dell’aria è richiesto
•
Il RSA può essere utilizzato come rivestimento resistente agli agenti
atmosferici e può essere collegato ai sistemi di ventilazione tradizionali
•
Per il RSA, il RETScreen® calcola

L’energia raccolta, l’efficienza e l’aumento di temperatura

Recupero del calore perso attraverso le pareti

Ridotte perdite di calore grazie alla destratificazione
•
RETScreen® è uno strumento di calcolo su base mensile con
un’accuratezza di risultati simili a quella dei simulatori su base oraria
•
RETScreen® aiuta a ridurre i costi per studi di prefattibilità
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Domande?
Modulo per l’analisi di progetti di riscaldamento solare dell’aria
Corso internazionale RETScreen® per l’analisi i progetti con energie pulite
Per maggiori informazioni visitate il sito RETScreen:
www.retscreen.net
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