RAVEL - uso razionale dell'elettricità. È pure l'obiettivo a cui occorre mirare nell'ambito dell'utilizzazione delle pompe di circolazione. Alcune cifre permetteranno di rendersi conto che il consumo d'energia elettrica delle pompe di circolazione non è così infimo come lo si afferma frequentemente. Approssimativamente 3.5 - 4% (~1'600 GWh/a) del consumo svizzero totale d'energia elettrica è dovuto alle pompe di circolazione. Nel settore industriale (percentuale delle pompe per il riscaldamento ca 1.3%) e nel settore terziario (percentuale delle pompe per il riscaldamento ca 2%) il consumo di energia elettrica delle pompe per il riscaldamento rappresenta ancora una percentuale considerevole del consumo globale di energia elettrica. La percentuale principale – corrispondente a circa 1'300 GWh/a – è tuttavia da imputare alle pompe per il riscaldamento del settore abitativo (impiantistica). La figura 9.1 presenta la ripartizione del consumo di energia elettrica di un economia domestica media. Il consumo di energia elettrica delle pompe per il riscaldamento è quindi dell'ordine del 9% del consumo globale
Secondo la figura 9.3 il consumo specifico di energia elettrica delle pompe per il riscaldamento ammonta approssimativamente a 12 MJ/m2a. Rispetto al valore mirato di 2.8 MJ/m2a (cfr. figura 9.4) il potenziale di risparmio di elettricità
teoricamente possibile nel settore delle pompe per il riscaldamento è dell'ordine di 624 GWh/a, cifra che corrisponde al consumo di energia elettrica di circa 156'000 economie domestiche, ovverosia di tutte le economie domestiche del canton Argovia [24]!
L'elettricità considerata quale forma d'energia di alta qualità deve essere utilizzata con molta parsimonia ed in modo consapevole, ivi compreso nel settore del riscaldamento. Poiché fino ad oggi il consumo di elettricità delle pompe di circolazione è stato solo raramente calcolato in un progetto di riscaldamento, i fabbricanti, i fornitori ed i progettisti non sono ancora stati sensibilizzati ai valori di consumo dell'energia elettrica.
Le caratteristiche seguenti permetteranno in futuro al progettista di analizzare il proprio progetto oppure un impianto esistente per mezzo di «calcoli brevi».
9.1.1 Valutazione delle misurazioni
I calcoli eseguiti si basano essenzialmente sui dati forniti dai documenti [10], [24], [25], [26], [27], [28], [29]. In questo caso ci interesseranno soprattutto i valori caratteristici seguenti:
– consumo di energia elettrica delle pompe in % del consumo di calore
– consumo di energia elettrica delle pompe in MJ/m2SREa.
La figura 9.2 illustra il consumo normalizzato di energia elettrica ausiliaria per il riscaldamento, in percentuale del valore mirato dalla SIA per un'energia calorifica finale di 240 MJ/m2a valevole per le scuole, gli edifici amministrativi, ecc. La valutazione delle misure esistenti fornisce un valore medio del 6.7%. Secondo la figura 9.4 il valore mirato (per edifici nuovi e rinnovati) è circa del 1.3%. Ciò significa che queste pompe di circolazione sono in media sovradimensionate di un fattore 5.
Il consumo di energia elettrica ausiliaria per il riscaldamento è di circa 16 MJ/m2a, secondo la figura 9.3. Il consumo di energia elettrica per le pompe di circolazione è leggermente inferiore, ossia approssimativamente di 12 MJ/m2a. La differenza di 4 MJ/m2a è necessaria per il funzionamento del bruciatore e del sistema di co- mando/regolazione. Pompa di circolazione riscaldamento Illuminazione Refrigerante Congelatore Cucina Lavatrice Lavastoviglie Diversi elettrodomestici
Figura 9.1: ripartizione del consumo di energia elettrica nel settore dell'economia domestica [9], [10]
9.2 Controllo della potenza
teorica delle pompe
Qualora si dovesse stimare la potenza di una pompa nell'ambito di un impianto esistente oppure di un progetto, è possibile procedere in modo relativamente semplice utilizzando l'equazione seguente:
∆Pp pressione di mandata della pompa
nel punto d'esercizio nominale Pa
∆T massima differenza di temperatura A/R K
ηp rendimento della pompa
di circolazione nel punto d'esercizio nominale
9.3 Calcolo del consumo
di elettricità delle pompe
di circolazione
Nell'ambito di un controllo della qualità è razionale, dopo aver scelto le pompe di circolazione, determinare il loro consumo di energia elettrica. In [11], nel capitolo «3 2 2 Pompe», si legge quanto segue:
Il consumo di energia per l'avviamento delle pompe non dovrà superare il 2% circa dell'energia proveniente dai combustibili.
Nella stessa raccomandazione, nel capitolo «2 1 Obiettivi», è indicato:
Energia elettrica per la distribuzione del calore: meno del 2% del consumo di energia proveniente dai combustibili.
Benché l'ultima edizione di questa raccomandazione SIA citi l'obiettivo summenzionato solo nella propria appendice, esso ci sembra molto importante. Questo obiettivo deve ancora consistere chiaramente nel ridurre il consumo di energia elettrica delle pompe di circolazione. Misurazioni secondo [3] hanno stabilito che l'elettricità consumata dalle pompe di circolazione di un impianto di riscaldamento corrisponde approssimativamente all'1.5% del consumo di energia proveniente dai combustibili. In generale, negli impianti esistenti, si costata che si rimane nettamente al di sopra di questo valore (cfr. figura 9.2).
L'obiettivo futuro potrebbe di conseguenza essere il seguente:
il consumo di energia elettrica delle pompe per il riscaldamento sarà inferiore all'1.0% del consumo energetico calorifico finale!
Figura 9.2: consumo normalizzato di energia elettrica ausiliaria per il riscaldamento in % del consumo di calore (B: banca, D: diversi, F: food, H: piscina, K: casa di cura, NF: non food, R: ristorante, S: scuola, Sl: ospedale, T: teatro, TU: palestra, V: amministrazione, W: abitazione)
Figura 9.3: consumo di energia elettrica ausiliaria per il riscaldamento in MJ/m2SREa (B: banca, D: diversi, F:
food, H: piscina, K: casa di cura, NF: non food, R: ristorante, S: scuola, Sl: ospedale, T: teatro, TU: palestra, V: amministrazione, W: abitazione)
[MJ/m2SREa]
Pp potenza delle pompa
in esercizio nominale W
Pk potenza della caldaia kW
Convertendo i valori mirati secondo [12] per gli edifici nuovi si otterrebbero i seguenti valori nuovi:
Come lo hanno dimostrato i calcoli eseguiti nell'ambito degli esempi, questi valori corrispondono perfettamente alla realtà. Le misurazioni eseguite nell'ambito del progetto di ricerca RAVEL 11.55 hanno dimostrato che è perfino possibile raggiungere valori dell'ordine da 0.1 a 0.2%.