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Applicazioni del solare termico: il solar cooling per l'industria agroalimentare

Applicazioni del solare termico: il solar cooling per l'industria agroalimentare

 

Raffrescare con la tecnologia del solare termico
 
Abbiamo focalizzato la nostra attenzione sulle applicazioni del solare termico individuando pertners che ci consentono di realizzare sistemi impiantistici per la grande utenza ed in particolare per il settore agroindustriale che, come noto, è il maggior utilizzatore di energia termica.
 
Il solar cooling consiste nell’abbinamento tra pannelli solari termici ed una macchina frigorifera. In altre parole, la tecnologia del solar cooling permette di produrre freddo, sotto forma di acqua refrigerata o di aria condizionata, a partire da una sorgente di calore.
 
I pannelli comunemente utilizzati nei sistemi solar cooling sono:
 
  • • Pannelli pianti vetrati di tipo selettivo
  • • Pannelli sottovuoto
  • • Pannelli ad aria (solo per sistemi DEC) 
 
Per approfondire le caratteristiche delle diverse tipologie di pannelli, vedi "Pannelli solari termici" nel menu di destra.
 
 
Considerando gli elevati costi e le taglie che caratterizzano le macchine frigorifere (poche sotto i 20 kW), ad oggi il solar cooling risulta realizzabile soltanto per sistemi di condizionamento/refrigerazione di tipo centralizzato. L'aria/acqua fredda viene portata nelle singole zone dell'edificio attraverso un sistema di canalizzazioni o una rete di distribuzione. 
 

Lo schema semplificato di funzionamento della tecnologia solar cooling è il seguente:

  • • i pannelli solari assorbono la radiazione del sole e la trasformano in acqua o aria calda
  • • l’acqua o aria calda prodotta dai pannelli transita attraverso la macchina frigorifera, che la trasforma in acqua o aria fredda
  • • l’acqua o aria fredda viene impiegata per raffrescare gli ambienti oppure per la refrigerazione industriale
 
Perché il solar cooling   

Il solar cooling sfrutta il fatto che le ore della giornata (estiva) in cui c’è la maggiore richiesta di freddo per il condizionamento egli edifici, coincidono con la massima disponibilità di radiazione solare.

E’ ormai noto come i picchi di richiesta elettrica avvengono nella stagione estiva (mentre fino a qualche anno fa erano tipici della stagione invernale), a causa del contemporaneo funzionamento di milioni di piccoli condizionatori ad aria.
 
Il solar cooling apporta benefici su due fronti. Dal punto di vista del sistema elettrico nazionale, la diffusione su larga scala di questa tecnologia può contribuire ad allentare la pressione sulla rete elettrica, evitando i pericolosi picchi estivi. Dal punto di vista di chi sceglie di installare un impianto solar cooling, ci sono consistenti benefici in termini di risparmio energetico ed economico. Senza considerare la riduzione di emissioni inquinanti e di CO2 in atmosfera.
 
Un altro elemento a favore del solar cooling è il fatto di utilizzare tutta l’acqua calda prodotta da impianti solari di medie e grandi dimensioni, anche nel corso della stagione estiva.
 
L’applicazione del solar cooling è normalmente consigliata in abbinamento a impianti solari “combinati”, progettati sia per riscaldare l’acqua sanitaria che per il riscaldamento degli ambienti (vedi anche "Impianti solari combinati" nel menu di destra). Per svolgere questo doppio lavoro, gli impianti combinati sono formati da grandi superfici di pannelli. In assenza di un utilizzo del calore nella stagione estiva (ad esempio per riscaldare l’acqua di una piscina), c’è il rischio concreto che gran parte dell’acqua calda prodotta dall’impianto vada sprecata. E’ proprio in questi casi che il solar cooling si configura come la soluzione perfetta, in grado di sfruttare al meglio l’energia solare  nel corso di tutte le stagioni (solar cooling + solar heating) e di abbattere così i tempi di ammortamento dell’impianto.  
 

Le tecnologie per il solar cooling

Esistono due grandi famiglie di tecnologie per il solar cooling, che si distinguono tra loro per le diverse modalità con cui il freddo viene prodotto e distribuito.

Sistemi a ciclo chiuso

Si realizzano con macchine frigorifere “ad assorbimento” (vedi immagine) e in misura minore con macchine frigorifere “ad adsorbimento”. Queste macchine possono produrre acqua refrigerata alla temperatura di circa 7°C, partendo da acqua calda (proveniente dai pannelli solari) alla temperatura di 80-100 °C.
 
    L’acqua refrigerata, attraverso un sistema di tubazioni, viene distribuita ai terminali di raffrescamento (ad esempio ventilconvettori) dislocati nei locali da climatizzare. Il vantaggio dei sistemi a ciclo chiuso consiste nella possibilità di realizzare l’impianto con qualsiasi tipo di rete di distribuzione, sia ad aria che ad acqua.
 

 

Sistemi a ciclo aperto

Si realizzano con sistemi DEC (Desiccant & Evaporative Cooling Systems), che combinano deumidificazione e raffreddamento evaporativo. Si tratta di innovativi sistemi di trattamento diretto dell’aria, alternativi ai tradizionali sistemi a compressione. La tecnologia più comune prevede l’utilizzo di deumidificatori rotanti con sostanze assorbenti solide.

L’aria prelevata dall’esterno viene prima deumidificata e successivamente raffreddata, attraverso l’utilizzo di acqua come refrigerante. Il calore prodotto dai pannelli solari serve invece a rigenerare il deumidificatore. Possono venire impiegati anche  pannelli solari ad aria. Si tratta di una tecnologia applicabile su edifici di una certa dimensione provvisti di sistema di ventilazione, in cui alla necessità di raffrescare si aggiunge anche la necessità di controllare il tasso di umidità dell’aria.

Le iniziative nel settore solare sono coordinate dalla struttura:

 

 

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