Il supporto di CVB Professional per anticipare le tendenze del mercato
Pompe di Calore + Accumuli + Fotovoltaico + Elettronica Siemens: il cocktail vincente basato sui concetti smart grid che ci porta in linea con l’obiettivo della completa autonomia energetica per la climatizzazione di un complesso residenziale, con l’obiettivo di azzerare la quota di energia consumata direttamente dalla rete elettrica.
Insieme con Crema Costruzioni e Energy Plus Project siamo stati tra i primi a utilizzare i concetti di smart grid per raggiungere l’obiettivo del costo energetico zero, cioè la completa autonomia energetica di un complesso residenziale, progettato ora ma che sarà terminato solo tra qualche anno, puntando a raggiungere livelli di comfort eccezionali e cercando di evitare che il risultato finale potesse essere considerato intrappolato in un tempo già passato.
La progettazione di VIVO è durata quasi tre anni e la sua realizzazione ne richiederà altri quattro, portandoci quindi molto vicini al 2020, il limite temporale per rispettare le prescrizioni imposte dalla Direttiva Europea Near Zero Energy Building (NZBE) sul rendimento energetico degli edifici.
Pensare in anticipo per CVB Professional non ha significato solo rispettare i limiti imposti dalle normative rivolte a contenere i consumi energetici degli edifici, ma in un quadro ben più complesso abbiamo considerato il comfort ambientale, condizionato dalla sinergia di sempre più fattori e soggetto a variabili in continua evoluzione e strettamente correlate alle prestazioni dell’edificio.
Un’unità del complesso residenziale Vivo, progettato per il massimo benessere con il minimo dispendio di risorse, prendendo spunto dall’esperienza dei paesi nord europei nella realizzazione di edifici residenziali a bassa consumo e ad alta vivibilità.
Nel nostro caso, si è utilizzato un sistema di comunicazione intelligente della SIEMENS che dialoga con le pompe di calore CARRIER in cascata: l’applicazione smart grid nel caso di VIVO avrà come risultato lo stoccaggio dell’energia prodotta in surplus dalle batterie fotovoltaiche in appositi accumuli tampone di acqua tecnica, quindi calda nella fase invernale e refrigerata nella fase estiva.
Questo può avvenire grazie all’utilizzo di valvole deviatrici a 3 vie che integrate nella rete di comunicazione intelligente SIEMENS capiscono quando la produzione fotovoltaica di energia supera il fabbisogno istantaneo e deviano i flussi riscaldati o raffreddati dalle pompe di calore verso l’accumulo supplementare tampone, caricandolo di energia.
Questo accumulo da 1500 litri funge da batteria tampone stoccando nell’acqua l’energia che verrà utilizzata quando la richiesta istantanea dovesse superare quella prodotta dal fotovoltaico, come in fase serale o di giornate nuvolose.
Progetto generale della centrale termo-frigorifera di VIVO (clicca sull’immagine per scaricare il file PDF).
Le 3 pompe di calore in cascata lavorano per la climatizzazione degli ambienti all’interno del volano da 800 litri. Con l’applicazione Smart Grid, quando il fotovoltaico supera una certa potenza istantanea di energia prodotta per le condizioni favorevoli climatiche, ad esempio una bella giornata limpida di sole, le pompe di calore automaticamente si portano al massimo della loro potenza e grazie alla commutazione della valvola deviatrice EV1 vanno a riscaldare o raffreddare il volano inerziale tampone da 1500 litri, che così funge da batteria di accumulo dalla quale si potrà attingere quando il fotovoltaico non produce, ad esempio di notte.
Questo risultato ottenuto grazie all’elettronica applicata, permette di ridurre al minimo l’energia elettrica prelevata dalla rete, e di conseguenza porta alla riduzione sensibile (si punta all’azzeramento) dei costi dell’energia necessaria alla climatizzazione.
Un ulteriore vantaggio in questo impianto viene dall’installazione di 10 pannelli solari termici, che come si vede nello schema, lavorando nell’accumulo di acqua calda sanitaria da 2000 litri, oltre a fornire una dose importante di energia gratuita e pulita dal sole, riescono a garantire il 100% di copertura energetica per la sola produzione di acqua calda sanitaria nei mesi estivi, evitando cosi le inversioni di ciclo da freddo a caldo necessarie alle pompe di calore per eventuali integrazioni nella fase estiva.
Controllore digitale Siemens RMS705B per comando e monitoraggio.
Particolare del progetto (clicca sull’immagine per scaricare il file PDF).
Come si può vedere, la generazione è affidata a 3 pompe di calore 30AWH della Carrier da 15 KW di potenza cadauna, in cascata e posizionate sopra il tetto dell’edificio. Di queste però, solamente una è stata predisposta per l’eventuale integrazione termica alla produzione dell’acqua calda sanitaria, che avviene attraverso il lavoro di una valvola deviatrice a 3 vie, mentre le altre 2 rimangono sempre attive per l’impianto di climatizzazione, quindi in riscaldamento o raffrescamento.
Cantiere VIVO in costruzione: 3 pompe di calore da 15 Kwatt in cascata e batteria di 10 pannelli solari
Rendering di un particolare del progetto VIVO.