Raffrescare un edificio utilizzando il Solar Cooling

Il Solar Cooling è una tecnologia innovativa e ancora poco diffusa, che consente di produrre freddo attraverso un assorbitore, partendo da una sorgente calda come un impianto solare termico.

La possibilità di utilizzare la radiazione solare per il condizionamento è chiaramente molto conveniente, in quanto è maggiormente disponibile proprio nel periodo estivo, quando la richiesta di raffrescamento raggiunge i picchi più alti.

L’impianto di Solar Cooling realizzato da ENEA presso il centro della Casaccia costituisce una risposta promettente al crescente bisogno di climatizzazione, all'aumento dei costi dei combustibili fossili e alla necessità di ridurre le emissioni di CO2. Le ragioni di questa scelta risiedono, soprattutto, nell’intenzione di sperimentare una tecnologia innovativa che, secondo l’ENEA, potrebbe diventare un modello energetico efficiente di riferimento per la climatizzazione nell’Italia centro-meridionale e nel bacino del mediterraneo.

Nel caso specifico realizzato da ENEA, l’energia solare termica attiva un ciclo termodinamico per la produzione di acqua calda/refrigerata per il trattamento dell’aria destinata al condizionamento degli ambienti attraverso dei fancoil. Il consumo di energia elettrica per il funzionamento delle apparecchiature di condizionamento e refrigerazione, è quindi
limitato al solo azionamento delle pompe, delle centraline di controllo e dei terminali.

La climatizzazione ad assorbimento è una delle più promettenti tecnologie termiche di climatizzazione perché consente lo sfruttamento dell’energia solare e quindi un risparmio d’energia primaria stimabile intorno al 50% . Due fattori in particolare rendono questa tecnologia interessante: il fatto di essere azionata da energia termica a temperature compatibili con i pannelli solari commerciali ed il fatto che i fluidi refrigeranti utilizzati non creano problemi per l’ambiente.

La configurazione dell’impianto, basata su tubi evacuati e macchina a bromuro di litio a singolo effetto, è quella che, per il clima di Roma, produce il minimo tempo di ritorno conseguibile in assenza di contributi dello stato (circa 10 anni). I risultati di studi di simulazione dinamica (tramite codiceTRNSYS) effettuati sull’edificio1 hanno dimostrato che il massimo carico di raffreddamento è di circa 59 KW mentre quello in riscaldamento è di circa 64 KW, ipotizzando come aria di ventilazione quella dovuta alla sola infiltrazione.

Il sistema è costituito principalmente da un campo solare composto da pannelli a tubi evacuati (superficie di 100mq, che può produrre dai 13.9 kW in inverno, ai 56.6 kW in estate), da due accumuli per il fluido termovettore solare ed uno per l’acqua fredda verso l’ utenza, da una macchina ad assorbimento monostadio ad Acqua-Bromuro di Litio (YAZAKY, 70 kW, acqua calda di alimentazione di 88°C), da una torre di raffreddamento per lo smaltimento del calore della macchina frigorifera e da una caldaia di reintegro, che sopperisce alla mancanza eventuale di radiazione solare.

Mentre nella fase di raffrescamento estivo il freddo necessario viene creato dal ciclo frigorifero della macchina ad assorbimento, azionata principalmente dal calore fornito dal campo solare, in quella di riscaldamento invernale il calore prodotto viene direttamente trasferito nel sistema di distribuzione dell’edificio.

Il sistema di controllo (Desigo -SIEMENS) rileva principalmente i parametri di funzionamento del campo solare (temperatura dell’acqua prodotta dal campo solare, temperatura fluido dei serbatoi di accumulo, temperatura dell’acqua al gruppo frigo ad assorbimento) agendo sulle pompe di circolazione e sui sistemi di emergenza, oltre ad interfacciarsi con il gruppo frigo a compressione e la caldaia esistenti per il comando di accensione e spegnimento degli stessi.

Al sistema di controllo sono state collegate le sonde di temperatura, il comando e gli stati di funzionamento (marcia, arresto e allarme) delle apparecchiature (pompe, gruppi frigo, caldaia), il comando e lo stato delle apparecchiature di regolazione (valvole miscelatrici, valvole motorizzate ON/OFF, valvole motorizzate stagionali) ed i conta calorie che rilevano le temperature di mandata e di ritorno, la portata, la potenza istantanea e l’energia prodotta del fluido controllato.