Si è voluto provare a calcolare quanto conviene utilizzare le pompe di calore con condensazione ad aria di ultima generazione - tipo “Inverter” e utilizzanti gas frigorigeno R410A – rispetto a un impianto tradizionale con caldaia a gas metano.
Si è fatto riferimento a due bollette, una del gas (metano - Gdf Suez) e una dell’elettricità (Edison) e si è brutalmente fratto il consuno – kW/h e mc – per l’importo della bolletta.
Così facendo si è tenuto conto di tutte le sovrattasse, addizionali, balzelli, e gravami vari che rendono le nostre bollette così pesanti.
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| Bolletta GDF Suez |
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| Bolletta Edison Energia |
Risulta così che il costo del metro cubo di gas è di € 0,702 e quello del kWh è pari ai € 0,232.
Per determinare la resa termica di un impianto di riscaldamento con caldaia a metano si è fatto riferimento a “Appunti di termotecnica in pratica” tratti da http://www.damianogolia.it/ .
Dal calcolo riportato risulta che la resa termica di un metro cubo di metano in un impianto tradizionale è pari a 9271 W.
Da cui risulta un costo pari a € 0.000076/W.
Per le pompe di calore si è fatto riferimento a prodotti Aquarea Panasonic anche se analoghe rese hanno i prodotti Daikin e Mitsubishi.
Le rese dichiarate prevedono un Coeff. COP pari a 4,7 con temperatura esterna di 7°C.
Tale coefficiente è stato ridotto a 4,2 per tener conto di condizioni eterne medie più severe.
Quindi un kWh produce 4200W termici.
Da cui risulta un costo pari a € 0.000055/W.
Se si prende in esame una abitazione di 90 mq., dotata di normale isolamento termico, le perdite energetiche totali possono essere calcolate approssimativamente come:
D= G x V x DeltaT
Dove:
D = Perdite energetiche totali (W)
V = Volume totale degli ambienti
G = Coefficiente di isolamento termico (W/mc K °C) ipotizzabile in 1.5 per il tipo di edificio.
DeltaT = differenza tra la temperatura interna e quella minima esterna per la zona climatica.
D= 1.5 x 270mc x 20°C = 8100 W
Prevedendo che l’impianto di riscaldamento sia in funzione per 100 giorni e per otto ore al giorno il fabbisogno annuale risulta essere: W 6.480.000
Per tale fabbisogno la spesa annua per il solo riscaldamento risulta essere:
metano: € 492,48
pompe di calore: € 356.40
La convenienza delle pompe di calore (circa il 35%) risulta evidente e tale convenienza può essere incrementata con un progetto organico dell’impianto integrato con il solare termico e con altre fonti rinnovabili.
Analisi della resa energetica degli impianti di riscaldamento domestico.
Tratto da http://www.damianogolia.it/ “Appunti di termotecnica in pratica”
IL METANO.
CH4 formula chimica . è l’ idrocarburo più leggero .Reazione di combustione .
CH4 + 2 O2 à CO2 + 2 H2O + 871 J di energia termica.
In ragione dei pesi molecolari volendo considerare le grammomolecole avremo:
16 CH + 64 O à 44 C O + 36 HO .
1 kg di metano produce 11900 kcal di energia calorica per cui volendo esprimerlo in
ragione dei pesi atomici si può scrivere che:
16 kg di metano + 64 kg di ossigeno producono 44 kg di anidride carbonica + 36 kg di
acqua + 109400 kcal di energia calorica.
La kcal è l’unita di misura dell’energia calorica ed è definita come l’energia da fornire ad
1 kg di acqua per passare da 14 °C a 15 °C.
Le unità di misura della resa calorica fornite dell’ente fornitore di gas metano per l’addebito in
bolletta sono qui di seguito analizzate.
1 m3 in volume di metano hanno un calore specifico di 38,81 MJ .
Ma i riferimenti da fonti varie sulla resa energetica non sono omogenei pertanto occorre eseguire
delle trasformazioni tra i vari sistemi di misura dell’energia.
1 kcal è l’energia che occorre per elevare di 1 °C 1 kg di acqua.
1 J è l’energia corrispondente ad 1 W x 1 sec
1 kcal equivale anche al lavoro meccanico di 427 kgm.
1 kWh corrisponde a 860 kcal .
Quindi avremo che 1 kWh equivale a 3,6 MJ.
Sapendo che la densità del metano è 0,7126 g/l in 1 m3 avremo 0,7126 kg di gas e stando
ai dati di fornitura 1 m3 produce 8481 kcal .
Verificando i dati dichiarati dovremmo avere che 1 m3 di metano produce 38,8 MJ
sapendo che 1 kWh equivale a 3,6 MJ avremo che 1 m3 di metano produce 10,78 kWh.
Ma 1 kWh equivale a 860 kcal , quindi 1 m3 produce 9271 kcal.
Si nota che c’è una differenza di 790,2 kcal tra l’equivalente termico dei testi tecnici ed i dati
Forniti sulle bollette del fornitore.
Per facilità di analisi ci riferiremo ai dati del fornitore.
Il rendimento calorico di una caldaia a metano è dato dalla formula seguente:
( 1,1 x 17,4 + 1 ) x 0,23 x ( 300-20 )
h = ( 1 - 0,04 ) - ------------------------- = 0,86
13000
Dove:
0,04 è il coefficiente di dispersione
0,04 è il coefficiente di dispersione
0,23 è il coefficiente calorico dei fumi
300 è la temperatura di uscita dei fumi
20 è la temperatura di ingresso dell'aria
17,4 è la quant. in peso d'aria contenente le 4 parti di ossigeno per bruciare 1 parte di metano.
Per cui il rendimento della combustione riduce la resa calorica per metro cubo di metano.
17,4 è la quant. in peso d'aria contenente le 4 parti di ossigeno per bruciare 1 parte di metano.
Per cui il rendimento della combustione riduce la resa calorica per metro cubo di metano.
9271 x 0,86 = 7973 kcal /m3
Molti dati tecnici di caldaie di varie marche ad alta efficienza danno un rendimento di 0,92.
