freescoo AMEE

freescoo AMEE

Nell’ambito di un accordo di cooperazione internazionale tra l’Agence Marocaine pour l’Efficacité Energétique (AMEE) e il Ministero dell’Ambiente della Tutela del Territorio e del Mare (IMELS), è stata installata una centrale di trattamento dell’aria freescoo presso la biblioteca dell’AMEE a Marrakech. Il progetto è gestito dal Dipartimento di Energia del Politecnico di Milano ed è stato realizzato in collaborazione con l’azienda Pleion che ha messo a disposizione per l’installazione i propri collettori solari.

Il sistema ha una portata d’aria massima di 1500 m3/h, una potenza frigorifera nominale di 6,2 kW e può fornire aria fresca ad una stanza di 400 m3. La potenza elettrica nominale necessaria è di circa 250 W. Per mantenere il processo di raffreddamento sono necessari circa 2 lt/kWh di energia frigorifera.

Il funzionamento del sistema in estate può essere descritto come segue:

  • L’aria esterna (elevata umidità e alta temperatura) attraversa un innovativo letto adsorbente raffreddato per essere fortemente deumidificata a temperatura costante;
  • Successivamente l’aria viene raffreddata in uno scambiatore di calore indiretto, senza aumentare l’umidità;
  • Quando il materiale adsorbente si satura, il calore solare viene utilizzato per la sua rigenerazione (50-60 ° C);
  • Il calore di adsorbimento viene smaltito da uno scambiatore di calore.

In modalità di funzionamento invernale, il sistema fornisce anche il riscaldamento per il locale in presenza di radiazione solare e il ricambio d’aria necessaria in inverno e nelle stagioni intermedie.

 

freescoo_amee_aderee

 

Le prestazioni energetiche saranno testate per un anno secondo la procedura di monitoraggio per sistemi di raffrescamento solari sviluppata dagli esperti del Task 38 e 48 dell’IEA (International Energy Agengy). Per le prestazioni in riscaldamento sono stati usati i dati raccolti tra Gennaio e Febbraio 2017, invece per il raffredamento i dati riguardano il periodo tra maggio e settembre. Le analisi basate sui dati di monitoraggio, mostrano che, per il funzionamento tipico in raffredamento, il risparmio di energia elettrica rispetto ad un climatizzatore convenzionale, può essere superiore al 70%. Riportiamo di seguito i dati di due giornate di Luglio in modalità di raffrescamento.

 

Descrizione Primo giorno
Secondo giorno Unità di misura
Energia frigorifera prodotta dall’UTA 91 29 [kWh]
Portata d’aria media 881 376 [m3/h]
Radiazione solare incidente 52.9 43.3 [kWh]
Calore al collettore solare 31.9 24.1 [kWh]
Consumo elettrico 8.4 3.62 [kWh]
Consumo specifico di energia per ventilazione 0.40 0.96 [W/m3/h]
Ore di funzionamento 24 10 H
EER 10.8 7.92 [-]
COP th 2.88 1.12 [-]
Efficienza collettori solari 60% 56% [-]

 

La radiazione solare incidente totale si aggira tra i 50-60 kWh al giorno, e l’energia frigorifera prodotta dall’UTA è intorno ai 2,5-5,5 kW, con una temperatura di mandata di 19-22°C. Il primo giorno è caratterizzato da un’alta radiazione solare, e temperatura ambiente estrema (valore massimo di circa 50°C).

Il secondo giorno ha una radiazione solare più bassa ed una temperatura ambiente fino a 40°C. Il sistema è stato attivato per 24 ore durante il primo giorno, e 10 ore il secondo giorno. Nel primo giorno l’energia frigorifera prodotta durante la notte è dovuta soltanto all’effetto del raffrescamento evaporativo indiretto.

 

Prestazioni energetiche giornaliere dell’UTA freescoo – Luglio 2017

freescoo cooling performance

In questo grafico sono riportate le prestazioni giornaliere a Luglio. L’EER è sempre maggiore di 5, con picchi superiori a 10, ed un valore medio di circa 7. Grazie alle ottime prestazioni del modulo di raffreddamento evaporativo dell’UTA, il COP termico si è attestato tra 1 e 2, con la forte influenza delle condizioni ambientali esterne sia in termini di temperatura che di umidità relativa.

 

Prestazioni energetiche mensili dell’UTA freescoo – Luglio 2017

freescoo cooling performanceIn questo secondo grafico sono rappresentate le prestazioni su base mensile della macchina: la portata d’aria media ha un valore minimo nel mese di Maggio, 400 m³/h , invece viene raggiunto un valore di picco di circa 900 m³/h nel mese di Agosto. Il consumo elettrico varia in corrispondenza dell’incremento della portata d’aria e della quantità di ore di funzionamento giornaliero.

 

Prestazioni stagionali e annuali

Descrizione Raffrescamento Riscaldamento Annuale Unità di misura
Energia termica – UTA 5527 960 6487 [kWh]
Energia termica – edificio 2250 1109 3359 [kWh]
Portata d’aria media 714 623 668 [m3/h]
Radiazione solare incidente 6859 2008 8867 [kWh]
Calore collettore solare 3966 1235 5200 [kWh]
Consumo elettrico 820 90 910 [kWh]
Consumo d’acqua 11.6 0 11.6 [m3]
Consumo d’acqua giornaliero 83 0 [liters/day]
Consumo specifico di energia per ventilazione 0.46 0.35 0.40 [W/m3/h]
Ore di funzionamento 2524 412 2937 [h]
Giorni di funzionamento 139 59 198 [day]
EER 6.7 11 7.1 [-]
COP th 1.39 0.78 [-]
Efficienza collettori solari 58% 61% 59% [-]

 

Sulla base dei risultati ottenuti, è stato stimato un confronto con un’UTA accoppiata ad una pompa di calore reversibile a compressione di vapore. L’ipotesi principale sul sistema convenzionale riguarda il rapporto tra l’efficienza energetica del chiller/pompa di calore ed il consumo elettrico per la ventilazione. I risultati mostrano un risparmio di elettricità del 70% in un anno.

 

Prestazioni energetiche annuali stimate per un’UTA accoppiata ad una pompa di calore reversibile a compressione di vapore.

Descrizione  Valore
Unità di misura
EER chiller/pompa di calore (assunto) 3 [-]
Elettricità consumata dal chiller/pompa di calore 2162 [kWh]
Consumo specifico di energia per ventilazione (assunto) 0.30 [W/m3/h]
Consumo elettrico perventilazione dell’UTA 589 [kWh]
Totale consumo elettrico 2751 [kWh]
Risparmio sul consumo elettrico 70 [%]