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 VIVO

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.

 

Progetto VIVO

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.

 

 

La parola a Crema Costruzioni  


“Siamo consapevoli che la casa è il bene più prezioso e vogliamo garantire il meglio ai nostri clienti: un’abitazione moderna, sicura, confortevole, in grado di aumentare il valore nel tempo e costruita per il piacere di abitare.

Abbiamo convogliato nell’ideazione di VIVO tutte le esperienze maturate in 50 anni di attività spesi in ricerca e sviluppo di materiali e tecnologie innovative. E’ per questo che la principale richiesta che abbiamo fatto ai nostri progettisti e a CVB Professional è stata quella di pensare in anticipo gli impianti, perché a costruzione completata non volevamo correre il rischio di rimanere intrappolati nel passato”.

Claudio Crema
Claudio Crema

 

La parola al progettista: Energy Plus Project  


Le nostre specializzazioni sono nel campo dell’edilizia ad alta efficienza energetica, sia per la parte dell’involucro termico che per la parte degli impianti: queste competenze sono disponibili ai nostri clienti, che possono così contare su un servizio di progettazione integrata.

L’efficienza energetica rappresenta sia il punto di partenza che il fine del nostro processo di progettazione: per i nuovi edifici seguiamo l’approccio Near Zero Energy Building (NZEB), mentre per le ristrutturazioni partiamo da una diagnosi energetica sullo stato di fatto e di conseguenza sviluppiamo un’analisi costi-benefici per i diversi scenari di intervento.

Nell’ambito del progetto VIVO abbiamo collaborato con CVB Professional che si è dimostrato un partner preparato e aggiornato alle ultime tecnologie, in grado di supportarci nella scelta dei prodotti adeguati alle caratteristiche del nostro progetto.


Marco Filippi – efficenza energetica dell’involucro termico


Michele Dorigo – impianti meccanici


Alessandro Palamidese – impianti elettrici e building automation

 

Il focus tecnologico di Mauro Baldin  


Pensare in anticipo per CVB Professional non ha significato solo rispettare i limiti imposti dalle normative per il contenimento dei consumi energetici degli edifici, ma la sfida lanciata da Crema Costruzioni ci ha obbligato a considerare tutti gli aspetti che contribuiscono a realizzare il massimo comfort ambientale con il minimo dispendio di risorse, partendo da quelle variabili in continua evoluzione  che sono correlate alle prestazioni dell’edificio.

Ci è venuta in aiuto la tecnologia smart grid, che nasce dall’esigenza di regolarizzare i carichi nella distribuzione dell’energia attraverso le reti elettriche facendola viaggiare in modo diverso da quello tradizionale.

Una smart grid quindi è dotata di un sistema di gestione e comunicazione intelligente in grado di gestire, in maniera ottimale e sicura, tutte le situazioni in cui le reti di distribuzione sono oggetto di inversione dei flussi di energia. Poiché le fonti rinnovabili non sono programmabili, con l’adattamento e la riorganizzazione dinamica della rete, la smart grid può consentire l’uso massiccio di queste fonti.

Nel progetto VIVO possiamo stoccare l’energia termica quando viene prodotta in eccesso e utilizzarla quando serve, in quanto le pompe di calore con gli accumuli di acqua calda o refrigerata sono gestiti dall’elettronica Siemens per dialogare con l’impianto fotovoltaico permettendo l’introduzione di grosse quantità di energia. Possiamo così utilizzare l’energia elettrica al massimo della sua potenza quando l’impianto fotovoltaico la produce e quindi in modalità autoconsumo e immagazzinarla per le richieste che avverranno mentre l’impianto non sta producendo.

Questa evoluzione intelligente dello sfruttamento delle fonti rinnovabili si può senza dubbio ritenere la giusta direzione per arrivare all’ambizioso obiettivo di azzeramento dei costi energetici per la climatizzazione di un edificio.


Mauro Baldin