Progetto Carmagnola "Emissione Zero"
Il documento in oggetto riguarda lo studio per installare un impianto a basso impatto ambientale nel Centro Sperimentale delle Scuola di Agraria e Medicina Veterinaria, sito a Carmagnola (TO), in Strada Torino 620.
Il sito è diviso in due zone, dedicate rispettivamente agli studi della Scuola di Agraria e Medicina Veterinaria e agli studi del Dipartimento di Scienze Zootecniche.
Pertanto, in entrambe queste zone troviamo delle case-uffici, dei ricoveri per attrezzi e macchinari, delle serre, delle stalle e degli acquari per gli studi ittici.
La maggior parte delle strutture sono asservite ad impianti di riscaldamento alimentati a gasolio; in particolare si hanno:
- Casa del Custode: impianto a radiatori e centrale termica da 30.000 kCal/h
- Allevamento suino: impianto a radiatori e centrale termica da 30.000 kCal/h
- Allevamento Conigli: n. 2 impianti con generatori d’aria calda da 35.000 kCal/h
- Serre: n. 4 impianti, di cui tre impianti a convettori con potenza installata da 80.000 kCal/h, e una da 150.000 kCal/h;
- Zootecnia: impianto a radiatori e centrale termica da 30.000 kCal/h.
Il consumo medio annuale di gasolio è di circa 80.000 lt.
Dal punto di vista dell’uso di sistemi innovativi di produzione dell’energia, particolarmente interessante è la zona dell’acquario dove sono allevati i pesci di acqua dolce. Le vasche utilizzano acqua corrente prelevata da un pozzo mediante due pompe sommerse di potenza pari a 10 kW. La portata stimata di acqua corrente è di circa 125.000 litri/h.
Gli edifici sono realizzati con tetti a falde inclinate con esposizione favorevole e senza ombreggiamenti.
Le caratteristiche degli edifici, la tipologia impiantistica e ambientale del sito sono molto favorevoli per l’utilizzo di sistemi innovativi per la produzione integrata dell’energia. I principali fattori da prendere in considerazione sono:
- l’utilizzo dell’acqua corrente delle vasche caratterizzata per tutto l’anno da una temperatura costante compresa tra i 12 ed i 13°C;
- benefici derivanti dalla gestione centralizzata degli impianti mediante realizzazione di un anello di teleriscaldamento;
- benefici derivanti dall’installazione di captatori solari termici e fotovoltaici sui tetti e strutture anche per superfici estese.
Sulla base delle caratteristiche del sito e degli impianti gli interventi previsti sono:
- installazione, in una nuova struttura, di pompe di calore per lo sfruttamento dell’acqua di ricambio delle vasche;
- realizzazione di una rete di teleriscaldamento di collegamento fra le pompe di calore e le utenze termiche;
- installazione di pannelli fotovoltaici per la generazione di una quota dell’energia elettrica per il funzionamento delle pompe di calore.
La potenza complessiva dei generatori esistenti ammonta a circa 740 kW al focolare. Considerando i consumi storici, un adeguato coefficiente di contemporaneità ed il rendimento del nuovo generatore la potenza effettiva necessaria è di circa 400 kW. Sulla base della ridefinizione delle potenze e trasformazione degli impianti esistenti i nuovi valori sono:
- Casa del Custode: potenza 16,2 kW - è prevista l’installazione di un impianto con ventilconvettori
- Suini: potenza 31,3 kW - è previsto di rialimentare l’impianto ad aerotermi esistente
- Conigli 1: la potenza 22 kW - è prevista l’installazione di una Unità trattamento Aria da 2.850 m3/h
- Conigli 2: potenza 22 kW - è prevista l’installazione di una Unità trattamento Aria da 2.850 m3/h
- Serra 1: potenza 34 kW - è prevista l’installazione di una Unità trattamento Aria da 4.400 m3/h
- Serra 2: potenza 63 kW - è prevista l’installazione di una Unità trattamento Aria da 8.200 m3/h
- Serra 3: potenza 40 kW - è prevista l’installazione di una Unità trattamento Aria da 5.200 m3/h
- Serra 4: potenza 50 kW - è prevista l’installazione di una Unità trattamento Aria da 6.800 m3/h
- Magazzino Officina: potenza 70,0 kW - è prevista l’installazione di un impianto con ventilconvettori
- Zootecnia: potenza 16,2 kW - è prevista l’installazione di un impianto con ventilconvettori.
Sulla base delle nuove potenze effettive sono state dimensionate le quattro pompe di calore acqua-acqua, utilizzanti sul lato evaporativo l’acqua di rinnovo delle vasche ittiche, mentre sul lato condensante l’acqua del teleriscaldamento prima ipotizzato.
Tali pompe di calore funzioneranno in parallelo per una potenza termica complessiva stimata in 98,9 kW ed un consumo elettrico di 26,1 kW con un COP che varia da un minimo di 3,79 fino ad arrivare ad un massimo di 4,35 (con temperatura richiesta in rete di 45°C). Si dimostra facilmente che questi ultimi due dati sono molto più favorevoli (di almeno il 28%) rispetto alla migliore caldaia a gas a condensazione oggi in commercio.
Per alimentare le pompe di calore si è previsto di installare una serie di pannelli fotovoltaici di superficie tale da poter produrre tutta l’energia elettrica a queste necessaria.
Per rendere autosufficiente il sistema occorre installare pannelli solari in grado di produrre all’incirca 100 kWp: nell’ipotesi di utilizzare pannelli attualmente in commercio, si avrà una superficie occupata di circa 1.000 m2.
Considerando che è necessario ricavare i locali tecnici per le pompe di calore, quelli per i gruppi di pompaggio ed i quadri elettrici, quelli per l’alloggiamento dei paralleli di rete e per la contabilizzazione dell’energia prodotta e consumata ed ipotizzando anche uno spazio per il ricovero degli attrezzi, si è pensato di prevedere la costruzione di una grande tettoia chiusa aventi per tetto e per parete rivolta a Sud i pannelli fotovoltaici, nella superficie di cui si ha bisogno.
I principali costi riguardano:
- il sistema pompe di calore
- rete di teleriscaldamento
- riqualificazione degli impianti afferenti alle strutture
- pannelli fotovoltaici
Dal punto di vista dell’uso delle fonti rinnovabile le voci da prendere in considerazione sono il sistema di pompe di calore, rete di teleriscaldamento e pannelli fotovoltaici.
Il costo del sistema delle pompe di calore e relativa rete di teleriscaldamento può essere quantificata in euro 1.500.000. Il costo per l’installazione dei pannelli solari può essere quantificato in 1.000.000 euro. Pertanto, il costo complessivo dell’intervento ammonta a 2.500.000 euro.