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Titolo: Alternanza di fonti per un privato domestico [lungo]

Nell'ultimo decennio ci sono state varie evoluzioni tecniche e di
mercato che stanno spostando i fattori di convenienza da una fonte
energetica all'altra.
Oggi propongo uno scambio di opinioni su una alternativa ai gruppi di
cogenerazione. Come discusso nel thread del 02/11/2008, i gruppi di
cogenerazione sono di interesse solo per coloro che hanno bisogno di un
bruciatore in funzione per almeno ore e ore ogni giorno e per svariati
mesi all'anno.
E per gli altri ?
A parte l'ovvio permanente ribadimento dell'uso dell'energia termosolare
ogni qualvolta che sia possibile, ma per integrazione o i casi in cui ci
siano difficolta' (anche logistiche o/e economiche) ?
Restano con le caldaie tradizionali ? Ebbene, no, vi dimostro che
neanche in questo caso, non potrebbe convenire.
Elenchiamo che cosa e' cambiato (raccogliamo un po' di informazioni):
a) l'utilizzo di economizzatori idrici ha ridotto la portata media degli
utilizzi idrici ad un massimo di 8-9 lt/min
b) la liberalizzazione del mercato dell'energia, ha portato, che
ognivolta che c'e' una situazione di monopolio di fatto, le aziende
ex-municipalizzate hanno aumentato i costi fissi. Ad esempio, il costo
totale fisso per cliente/anno, IVA compresa e' oggi pari a 40,31 euro
per tali aziende (un raddoppio rispetto a prima, quando erano pubbliche).
A cui c'e' da aggiungere i costi delle operazioni di pagamento (1,10
euro per ogni bollettino postale, oppure il costo delle movimentazioni
delle operazioni RID).
c) l'energia elettrica sul libero mercato e' diminuito, specialmente,
durante la notte, per chi utilizza fornitori che hanno gia' attivato le
tariffe multiorarie a tre fasce (ENEL ancora si rifiuta di farlo,
insiste sulla bioraria, ho chiesto esplicitamente).
d) per la sicurezza domestica, sono diventati obbligatori, giustamente,
tutta una serie di prescrizione e verifiche sugli impianti di produzione
calore utilizzanti gas, che pero' portano con se una serie di costi non
trascurabili.
e) il costo dell'energia in generale promette di aumentare nel futuro,
percio' occorre fare sempre piu' attenzione ad un suo ottimale utilizzo.
f) le pompe di calore hanno prezzi sempre piu' convenienti, grazie alla
produzione di serie
g) il clima, a causa del riscaldamento serra, si sta faccendo sempre
piu' mite, "comincia" (e' cioe' un processo in corso) a diventare di
tipo "mediterraneo" anche al nord.
Allora, ricapitoliamo, stiamo parlando della casistica di colui che non
ha convenienza ad usare un gruppo di cogenerazione. Colui usa poco i
termosifoni (o perche' si trova in zona climatica favorevole, oggi in
espansione, o perche' integra da altre fonti, come il termosolare, le
pompe di calore, etc.).
Per esempio, ho il caso di un conoscente, che negli ultimi due anni
(percio' pare ormai un dato stabile), ogni 60-65 euro ... "per il gas".
Ho dato un'occhiata alla sua bolletta, ed ho scoperto due cosa:
1) la prima e' che in realta' ha speso 65-70 euro, perche' si e'
dimenticato il costo dei pagamenti
2) la seconda e' che il costo del "gas" pagato nelle bollette, incluso
imposte erariali, locali ed IVA, ammonta a solo 19-20 euro. Il resto
sono le spese di commercializzazioni.
La prima domanda che mi sono posto e' se non era il caso di consigliarli
di chiudere con il gas (se inseriamo la parte termosolare, la risposta
diventa un secco SI!). Quante persone che consumano intorno ai 40-50 m3
di gas all'anno (persone sole, single, ma anche, oggi, molti
pensionati), sanno che due terzi della loro spesa e' un inutile "fisso
commerciale" ?
Vediamo le conseguenze/problemi, per chi consuma poco gas, nel
rinunciare al contratto.
Riscaldamento
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L'utilizzo di una pompa di calore, oppure l'utilizzo di lampade al
quarzo ad irradiazione diretta, permette facilmente di rimpiazzare quel
poco gas consumato d'inverno.
Del resto, in potenza, il requisito non e' particolarmente elevato
(attenzione al solito di discorso di non confondere potenza con
energia). Per dare un metro di paragone, per un fabbricato tradizionale,
le potenze termiche in gioco sono, ad esempio, in buona parte del nord:
Riscaldamento 4 vani/   60 m2 richiede  8,7 kW
Riscaldamento 7 vani/  110 m2 richiede 14,0 kW
Riscaldamento 10 vani/ 150 m2 richiede 18,6 kW
Ora, visto che parliamo di consumi bassi, e' probabile che si tratti di
un piccolo appartamento, percio' restiamo sul valore di 8,7 kW, che
oltretutto, ricordo e' la potenza a bruciatore acceso, ma avrete notato
che le caldaie, tranne pochi giorni all'anno (se l'impianto e'
correttamente dimensionato), fanno anche pause, percio' la potenza media
e' ancora piu' bassa.
Se prendiamo una pompa di calore con COP pari a 3, si traduce in una
potenza elettrica di 2,9 kW, valore fattibile anche con il normale
contratto domestico residente, ricordando la tolleranza di circa 4 kW
per circa un'ora o poco piu' ed il fatto che il funzionamento non e'
continuo.
Percio' rimpiazzare il riscaldamento non ci da' problemi.
Cucina
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Fornelli elettrici sono prodotti vecchissimi, ma sempre validi.
Poi c'e' l'onnipresente forno a microonde, fornetti vari, macchine del
pane, etc.
Oggi c'e' la possibilita' di acquistare anche basi ad induzione per meno
di 50 euro (attenzione, da non confondere con i soliti 4 fuochi ad
induzione, che, ho verificato di persona, partono dai 500 euro in su',
non sono come mai c'e' una tale differenza).
Insomma, nessun problema neanche da questo aspetto.
Acqua calda sanitaria
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E qui sono dolori. La prima informazione e' che le caldaie per l'acqua
calda fornisce una potenza molto piu' elevata del riscaldamento. Ad
esempio, la serie di caldaie, di cui sopra ho fornito le potenze di vari
modelli, in funzionamento "acqua calda", spinge la potenze termica a ben
23,2 kW !!! Per appartamenti con piu' bagni e docce, si arriva a 30 kW.
Insomma, fornire acqua calda istantanea, anche se consuma meno energia
del riscaldamento, richiede pero' molta piu' potenza (cioe' una certa
quantita' di energia, ma in poco tempo).
Cosa possono fare questi 23 kW ? Possono incrementare di 24 gradi un
flusso di acqua di 14 litri al minuto (una doccia "vecchi tipo").
Se l'acqua proveniente dall'acquedotto e' di 14 gradi, il risultato e'
acqua che esce a 38 gradi, proprio il minimo per il comfort.
Insomma, a prima vista, pare che al gas ci siano poche alternative. Al
massimo, per risparmiare i 40 euro di fisso dell'ex-azienda gas, si puo'
pensare ad usare il GPL in bombola. Con due bombole all'anno si potrebbe
sostituire il gas naturale, senza avere piu' il contratto con il gestore
di energia.
Ma andiamo a pensare a qualcosa di piu' radicale.
Sostituire pari-pari i 23 kW a gas con uno scaldabagno istantaneo
elettrico di pari potenza e' fuori discussione. La tariffazione
elettrica in Italia e' tale da "punire" pesantemente chi volesse una
tale potenza. Gia' superare i 3 kW diventa un problema, figurarsi
arrivare a 20 kW.
Una prima alternativa che puo' venire in mente e' il solito scaldabagno
elettrico ad accumulo, resistenza da 1200W e 80 litri possono essere
portati a 40 gradi nel giro di 2 ore (senza considerare le dispersioni
termiche). Il problema dei serbatoi ad accumulo e' che, appena la
temperatura supera quella ambientale, si inizia la dispersione di calore
nell'ambiente. Questo, a parte i pochi mesi invernali, diventa anche un
problema per l'eventuale condizionamento dell'abitazione. E poi si
tratta di uno spreco di energia.
Ma l'utilizzo di un'economizzatore idrico, ci permette di ridurre la
portata massima, ad esempio, ad 8 lt/min. Mantenendo inalterati gli
altri parametri, la potenza necessaria cala a 13,4 kW.
Si tratta ancora di una potenza elettrica di tutto rispetto (e con costi
fissi sulla bolletta, improponibili).
Ma se invece di usare una resistenza elettrica, usiamo una pompa di
calore che prelevi energia dall'ambiente (o meglio da un serbatoio di
acqua o altra sostanza conveniente) ?
Prendiamo il solito COP pari a 3 (che ricordo significa, che 1 e'
fornito dall'energia elettrica e 2 e' fornito dall'azione di pompaggio,
ovvero in modalita' di condizionamento, pari situazione, il COP sarebbe
solo 2, percio' si tratta di un valore mediamente comodamente
raggiungibile). Allora, la potenza elettrica al compressore risulta
essere pari a 4,5 kW.
E' ancora troppo, pero' siamo vicini all'obbiettivo.
La soluzione e' una via di mezzo, un'impianto ibrido.
Uno serbatorio ad accumulo, regolato per tenere l'acqua a 20 gradi,
valore prossimo a quello ambientale, percio' le dispersioni risultano
ridotte al minimo.
A seguire un scaldacqua elettrico istantaneo. Con una portata di 8
lt/min, partendo da 20 gradi, con 38 gradi di temperatura di arrivo, la
potenza termica necessaria si riduce a 10 kWt, che con un COP pari a 3
significa una potenza elettrica di "solo" 3,3 kW.
Siamo arrivati al traguardo.
Una potenza di 3,3 kW usa tutta la potenza contrattuale, ma per fortuna
ci serve solo per una decina di minuti, e la tolleranza fino a 4 kW ci
permette di fornire energia alle luci (lo scaldabagno ad accumulo,
naturalmente sara' elettricamente collegato in modo da essere staccato
quando parte quello istantaneo).
Una nota: il serbatoio di accumulo non deve essere di tipo tradizionale
(ovvero in cui si accumula l'acqua che poi esce da rubinetti). Infatti
il tenere costantemente l'acqua intorno ai 20 gradi porta con se l'alto
rischio di inquinare l'acqua con il batterio Legionella pneumophila.
Percio' deve trattarsi di un serbatoio che contiene acqua o altra
sostanza con utile capacita' termica, in circuito chiuso. All'interno si
trova poi una serpentina/scambiatore entro cui scorre l'acqua da
preriscaldare al volo, sfruttando il calore accumulato, per poi essere
riscaldata alla temperatura finale dallo scaldabagno istantaneo.
L'ideale naturalmente e' che il circuito chiuso sia quello collegato a
dei collettori termosolari, ma funziona anche se e' chiuso su se stesso,
con il calore fornito dalla resistenza integrativa da 1200W.
Attenzione, inoltre il serbatoio di accumulo da cui prende calore la
pompa di calore, deve essere di un'altro, piuttosto capace (almeno 300
litri) e che viene lasciato riscaldare dall'ambiente (ovviamente non si
puo' fare la doccia con troppa frequenza). Questo serbatoio, oltre a non
avere isolamento, sara' munito di una superficie alettata per
"assorbire" meglio il calore dall'ambiente. In alternativa si puo' usare
una piu' comune pompa di calore aria/acqua da 10 kW di potenza resa. In
questo caso si puo' fare la doccia ogni volta che lo scaldabagno ad
accumulo ha pronta la sua scorta di acqua a 20 gradi.
Il vantaggio di questa soluzione ibrida e' che sono possibili alcune
regolazioni, ad esempio, se l'acqua non soddisfa, non e' calda
abbastanza, basta aumentare la temperatura del serbatoio di accumulo, ad
esempio a 24 gradi, si aumentano le dispersioni di calore, ma
sicuramente molto meno che se si portasse direttamente la temperatura a
40 gradi, senza lo stadio finale istantaneo.
Inoltre tutto il ragionamento e' stato fatto pensando all'inverno,
situazione limite. Nel resto dell'anno, all'aumentare della temperatura
ambiente, si puo' aumentare la temperatura dello scaldabagno ad
accumulo, e ridurre la potenza necessaria per quello istantaneo.
D'estate, poi basta un'incremento anche di solo 10 gradi (bastano 5kWt,
ovvero meno di 2 kWe).
A dire la verita', siamo messi ancora meglio. Se invece di usare una
pompa di calore aria/acqua, che dobbiamo considerare in inverno, con
temperature esterne molto basse, fa fatica a fare 3 di COP, consideriamo
la soluzione con il secondo serbatoio di accumulo, il COP raggiungibile
e' molto piu' alto.
Un'altra soluzione, se non si vuole attendere alcuni giorni perche' il
secondo serbatoio si ricarichi da solo dall'ambiente (ad esempio
utilizzando un semplice radiatore esterno, con una piccola pompa di
riciclo), si puo' munirlo di una resistenza elettrica (ma in questo
caso, anche se limitiamo i problemi di "potenza", aumentiamo il consumo
di energia elettrica).
In pratica, abbiamo un serbatoio di preriscaldamento ed uno di appoggio
alla pompa di calore.
A questo punto ho dimostrato la fattibilita' tecnica di eliminare la
caldaia a gas, passando all'energia elettrica, rimanendo entro i limiti
di 3,3 kW dei contratti domestici residenti, e questo anche senza
apporto di energia da collettori termosolari (che pero' restano
oltremodo competitivi, quindi da inserire nel sistema appena possibile).
Data la lunghezza del post, interrompo qui, i conteggi di
fattibilita'/convenienza economici seguiranno.
[Messaggio Usenet via Tiscali su 
text.giganews.com
. Se leggete via Web
il sottoscritto informa che non conosce o partecipa al sito/forum Web.]
R.L.Deboni

 (percio' pare ormai un dato stabile), ogni 60-65 euro ... "per il gas".
Intendevo che ha una spesa ANNUA di 60-60 euro di gas, incluso il
riscaldamento (una decina di mc negli ultimi inverni).
R.L.Deboni

 
http://www.kwant.it/index.php?id=55
Per mè la cosa è fattibile !!!, tempo fà per la verità molto, anchio 
avevo ipotizzato di scaldare un'appartamento con un termoventilatore in 
ogni stanza e secondo i miei calcoli (non garantisco davanti a un 
tribunale) i costi  erano circa gli stessi di una caldaia a gas...


esistono pdc per acqua calda sanitaria con serbatoio da 300 o 500
litri. La pdc necessita mediamente di 600 W e ne rende un po' più di
1800, quindi molto lontano dai consumi da lei sopra indicati (che non
contesto, ma che come vede possono essere anche molto inferiori)
buona serata
Guido

 prodotto nella sua trattazione?
volevo dire come lo definirebbe-collocherebbe


Questo puo' rimpiazzare l'accumulo con resistenza da 1200W, pero',
volendo evitare le perdite tipiche dei scaldabagno elettrici ad
accumulo, non vogliamo raggiungere la temperatura "finale", ma solo
preriscaldare l'acqua per ridurre la potenza necessaria alla sezione per
lo "strappo" finale a 40 gradiC.
Una volta questo funzionamento a stadi sarebbe stato solo inutilmente
macchinoso, ma oggi, l'aumentato costo dell'energia puo' portare a
rendere convenienti anche le marginali maggiori efficienze ottenibili,
specialmente se si vuole passare all'uso dell'energia elettrica, senza
nel contempo sbilanciare la rete con i picchi di potenza di un'approccio
"diretto" (occorre pensare a milioni di utilizzatori che facciano la
doccia in orari piu' o meno vicini).
Ma ancora, piu' importante, il primo stadio puo' utilizzare facilmente
il calore proveniente da collettori termosolari, mentre il secondo
stadio porta la temperatura ai valori desiderati anche in caso di un
giornate poco soleggiate e con un'opportuno termostato, puo' essere
completamente inattivo quando il sole fornisce acqua a 50 gradi ed oltre.


 - Mostra testo citato -
Capisco perfettamente la sua idea, ma il sistema mi sembra comunque un
po' complicato e di riflesso costoso. Un accumulo di 300 o 500 litri
ben coibentato con una pdc che necessita di non più di 600 W e un COP
di qualcosa più di 3 mi sembra molto più semplice. Inoltre la si
potrebbe programmare per lavorare con tariffa ridotta, il che la
renderebbe ancora più economica.
Pensa veramente che le perdite di calore siano così rilevanti?
Sinceramente faccio fatica a crederlo.
buona serata.
Guido


Ho scritto di recente che le caldaie tradizionali si dovrebbe vietare a
favore dei cogeneratori termici.
Per motivi simili, caldaie a pura resistenza elettrica dovrebbero essere
vietate a favore di sistemi con pompe di calore o radiatori infrarossi.
L'unico vantaggio della caldaia elettrica pubblicizzata e' la
possibilita' di un comodo riutilizzo dell'impianto esistente,
sostituendo al volo la vecchia caldaia a gas.
A) Punto di vista meramente economico.
Prendiamo per buoni i valori calcolati nell'esempio per l'energia,
ovvero 5151 kWh di cui calcolano un costo di 927 euro a 18 cent/kWh.
Per cominciare dimenticano i costi fissi. Prendere una caldaia elettrica
del genere, come minimo richiede un contratto da 6kW di potenza:
http://www.enel.it/sportello_online/elettricita/tariffe_altri_usi/tutela/uda_bt/BTA3/
percio' abbiamo un fisso annuo di 67,10 euro per cliente, piu' 28,90 * 6
= 173.40 euro per la potenza, piu' 58,90 euro per cliente per le
componenti A, UC e MCT per un totale annuo di 67,10+173,40+58,90 =
299,40 euro.
Quindi, l'operazione "ECO" costerebbe qualcosa come 1200 euro all'anno,
nell'esempio fatto, ipotizzando la caldaia piu' piccola da 4kW di potenza.
L'alternativa a gas ?
5'151 kWh sono 18'544 MJ di energia, pari percio' a 488 mc di gas.
Considerando un rendimento della caldaia a gas del 90%, ci servono
almeno 540 mc di gas.
Oggi il gas costa finito (imposte ed IVA 10%) 0.4959867 euro/mc
percio' la spesa sarebbe di 540 * 0,50 = 270 euro.
Piu' 40.31 euro all'anno di costi fissi.
Piu' 50 euro all'anno mediamente per il controllo fumi.
Totale 360 euro contro 1200 euro ... direi che la soluzione "resistenza
elettrica" e' in questo caso una Caporetto economica.


 elettrica" e' in questo caso una Caporetto economica.
B) Punto di vista energetico:
Per produrre 5151 kWh, con una efficienza elettrica media italiana
intorno al 37%, occorrono 50'118 MJ di energia primaria, pari a 1'319 mc
di gas.
La soluzione "gas" ne' userebbe 540 mc piu' le perdite della
distribuzione (perdite, pompaggio, etc). Se anche fossero del 20%,
sarebbero meno di 675 mc contro i 1'319 mc della soluzione caldaia
elettrica.
Anche dal punto di vista del bilancio energetico nazionale sarebbe una
perdita secca.


 Sinceramente faccio fatica a crederlo.
Mai avuto un boiler elettrico ?


 Mai avuto un boiler elettrico ?
fino a poco tempo fa si, ora da tre anni ho per l'acs un accumulo di
300 litri con pdc, mai avuto problemi.
La pdc è inserita direttamente nell'accumulo e usa l'aria del locale.
Il primo anno ho consumato 980 kWh, costo 166.00 frsv ca. Poi non ho
più misurato, visto che più o meno i consumi sono sempre quelli.
In ogni caso sono convinto che un boiler con resitenza elettrica
consumi molto di più...
buona serata
Guido


 Mai avuto un boiler elettrico ?
Il boiler a pdc ha un isolamento migliore.

Molto interessante.
Perchè Deboni non riassume, ad un certo punto mi sono perso, i valori
di consumo e/o di costo per i casi sopra riportati in poche righe?
Grazie.