Trieste , 11 giugno 2015

Solar cooling: sistemi di monitoraggio e valutazione delle prestazioni degli impianti

Rodolfo Taccani

Dipartimento di Ingegneria ed Architettura

Università di Trieste

Contenuti

�L’impianto di AREA Science Park

� Il sistema di monitoraggio

�Analisi prestazioni

2Trieste, June 11, 2015

L’impianto di AREA Science Park

� Il principio di funzionamento: chi se ne occupa?

3Udine, May 14, 2015

Q1

Building

L’impianto di AREA Science Park

Collettori solariTipo di collettori

Fluido termovettore

Collettori a tubi evacuati

modello Thermics 10 DTH-CPC

acqua – glicole

Dimensioni Dati tecnici

Lunghezza totale

Larghezza totale

Superficie totale

Superficie

dell’apertura

Superficie

assorbitore

Peso a vuoto

1,965 m

1,132 m

2,224 m²

1,962 m²

2,559 m²

49 kg

Portata minima

Portata nominale

Portata massima

Liquido contenuto

Max press.

Temp. di stag.

Peak Power

60 l/h

120 l/h

180 l/h

2,4 l

6 bar

182 °C

1282 W

Tipo di montaggio montaggio con sostegno su tetto piano

Numero collettori installati 5 file parallele con 5 pannelli ciascuna (tot

25)

Distanza tra ogni fila di collettori 1,80 m

Orientazione Sud

Azimuth (riferito all’orientazione) S 0 °

Tilt 36 °

Superficie totale (riferita alla superficie

dell’apertura)49 m²

Potenza termica totale picco

@ 1000 W/ m² di irraggiamento

32 kW

Potenza per collettore

(riferita alla superficie dell’apertura)

653,4 W/ m²

4Trieste, June 11, 2015

L’impianto di AREA Science Park

5Trieste, June 11, 2015

Chiller

Tipo Ciclo ad adsorbimento

Thermics SHC 18Dati tecnici

Range temp acqua calda

Range temp acqua di raff.

Range temp. acqua fredda

Potenza frigorifera

COP teorico

WxDxH

75 - 100 °C

20 – 47 °C

9 – 25 °C

18 kW

Max 0,55750 x 1100 x 1370 mm

Specifiche a condizioni

nominali (con acqua)

Circuito

freddo

Circuito di

dissipazione

Circuito caldo

COP 0,52

Valori di progetto 18 kW 52,6 kW 34,6 kW

Temperature – ingresso

chiller (IN)

18 °C 27 °C 85 °C

Temperature – uscita

chiller (OUT)

14 °C 34 °C 76 °C

Portata volumetrica 3900 l/h 6000 l/h 3600 l/h

Prevalenza est.disp. 400 mbar 400 mbar 300 mbar

Altri componenti

Accumulo acqua calda

Accumulo acqua fredda

Fluido collettori

2000 l

1000 l

acqua 60% - glicole 40%

Il bilancio energetico

6Trieste, June 11, 2015

[Elaborato da

Sortech]

18 kW batteria

fredda

34.6 kW solare

termico

52.6 kW al dissipatore

Il principio di funzionamento

7Trieste, June 11, 2015

Il sistema di monitoraggio

8Trieste, June 11, 2015

& misura potenza

elettrica assorbita

& misura dati

ambientali locali

climatizzati

Batterie fredde UTA

(circuito LT chiller)

Batterie calde

UTA, (circuito

MT chller)

& piranometro +

dati meteo

Mis. Pot.

su circuito

LT (Z5)

Mis. Pot.

su circuito

HT (Z3)

Mis. Pot.

su circuito

solare (Z1)

Mis. Pot.

su circuito

MT (Z4)

Solare termico

(circuito HT

chller)

Il sistema di monitoraggio

9Trieste, June 11, 2015

Il sistema di monitoraggio

Strumenti di misura

Temperatura

PT100 Classe A ±0,15 °C

Uscita 4-20 mA

Portata

Misuratori magnetici errore max in condizioni nominali ± 2%

Uscita 4-20 mA

10Trieste, June 11, 2015

Il sistema di monitoraggio - Ricerca

11Trieste, June 11, 2015

Tipo segnale

Irraggiamento solare Piranometro (PR) 4-20 mA

Potenza termica

circuito HT

Temperatura IN (T1) 4-20 mA

Temperatura OUT (T2) 4-20 mA

Portata (M1) 4-20 mA

Potenza termica

Circuito LT

Temperatura IN (T3) 4-20 mA

Temperatura OUT (T4) 4-20 mA

Portata (M2) 4-20 mA

Potenza termica

circuito MT

Temperatura IN (T5) 4-20 mA

Temperatura OUT (T6) 4-20 mA

Portata (M3) 4-20 mA

Potenza termica

circuito primario

Temperatura IN (T7) 4-20 mA

Temperatura IN (T8) 4-20 mA

Portata (M4) 4-20 mA

Potenza elettrica Acquisita con il sistema Energyteam

Dati meteo Acquisiti con il sistema DAQ CTB

13 segnali 4-20 mA

Il sistema di monitoraggio - Azienda

12Trieste, June 11, 2015

Dati raccolti

13Trieste, June 11, 2015

0

2

4

6

8

10

12

14

161

62

123

184

245

306

367

428

489

550

611

672

733

794

855

916

977

103

81

09

91

16

01

22

11

28

21

34

31

40

41

46

51

52

61

58

71

64

81

70

91

77

01

83

11

89

21

95

32

01

42

07

52

13

62

19

72

25

82

31

92

38

02

44

12

50

22

56

32

62

42

68

52

74

62

80

72

86

82

92

92

99

03

05

13

11

23

17

33

23

43

29

53

35

63

41

73

47

83

53

9

kW

Secondi

Potenza termica pannelli

Elaborazione dati

14Trieste, June 11, 2015

0

50,000

100,000

150,000

200,000

250,000

300,000

350,000

400,000

450,000

500,000

0 30 0 30 0 30 0 30 0 30 0 30 0 30 0 30 0 30 0 30 0 30 0 30 0 30 0 30 0 30 0 30 0 30 0 30 0 30 0 30 0 30 0 30 0 30 0 30

0 0 0 0 1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3 4 4 4 4 5 5 5 5 6 6 6 6 7 7 7 7 8 8 8 8 9 9 9 9 1010101011111111121212121313131314141414151515151616161617171717181818181919191920202020212121212222222223232323

En

erg

ia (

kJ)

Tempo (h)

Energia termica ingresso chiller

Energia termica dissipata

Energia batteria fredda

Valori utili per il calcolo del

COP

Rilevazione problemi

15Trieste, June 11, 2015

0

1

2

3

4

5

6

7

0 30 0 30 0 30 0 30 0 30 0 30 0 30 0 30 0 30 0 30 0 30 0 30 0 30 0 30 0 30 0 30 0 30 0 30 0 30 0 30 0 30 0 30 0 30 0 30

0 0 0 0 1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3 4 4 4 4 5 5 5 5 6 6 6 6 7 7 7 7 8 8 8 8 9 9 9 9 1010101011111111121212121313131314141414151515151616161617171717181818181919191920202020212121212222222223232323

Po

rtata

(m

3/h

)

Tempo (h)

Z3 HT flowrateZ4 MT flowrateZ5 LT flowrate

Funzionamento

notturno?

Ore 0.00 Ore 7.00

Prospettive

Utilizzo di cicli rankine a fluidi organici alimentati a solare termico per la produzione combinata di elettrità, calore e freddo

Trieste, June 11, 2015

Ciclo rankine

a fluido

organico

Chiller

ad/assorbimento

Calore a

bassa

temperatura

Calore a

bassa

temperatura

Elettricità

17Trieste, June 11, 2015

� Il principio di funzionamento: chi se ne occupa?

17Udine, May 14, 2015

Grazie per l’attenzione !