Ho ancora nel cassetto un vecchio articolo del 1980 scritto dai ricercatori del centro di Ispra.
(E.Aranovitch et al., "Performance of a solar heating system combined with a heat pump and a long-term heat storage device, AIChE Symposium Series, vol. 76 no. 198, pag. 97-106)
Avevano costruito a Ispra una casetta-laboratorio di 160 m², con pareti a doppio strato di mattoni e 12 cm di isolamento in schiuma di poliuretano. Finestre con doppi vetri. L'intero edificio disperdeva/richiedeva 0.25 kW per grado di differenza di temperatura.
Il sistema solare aveva 53 m² di collettori solari inclinati di 60° e appoggiati a un lato della casa. L'accumulo del calore era fatto con un serbatoio d'acqua isolato in cemento di 50 m³ posto sotto la casa e un altro intermedio di 2 m³ in acciaio isolato.
Il calore veniva preso dall'acqua direttamente o, quando questa si è raffreddata, attraverso una pompa di calore acqua-acqua con una produzione di calore max. di 11 kW e un COP di 3-3.5.
Il riscaldamento era a pavimento con acqua fra 25 e 29 gradi, sufficiente per mantenere l'ambiente a 20 gradi.
Da metà Maggio al 24 Settembre nessun riscaldamento; il sistema solare accumulava calore nel serbatoio, che si riscaldava fino a 69°.
Da metà Settembre al primo di Dicembre il riscaldamento era fornito direttamente dall'acqua del serbatoio, che si raffreddava a 30°
Dati complessivi per questa fase:
numero di gradi-giorno: 696
energia utilizzata dal serbatoio grande 4.68 GJ
energia dispersa dal serbatoio grande 3.51 GJ
energia solare incidente sui collettori 45.0 GJ
energia fornita al serbatoio 7.46 GJ (17% rendimento)
energia fornita da illuminazione, strumenti etc. 2.9 GJ
Dai primi di Dicembre ad Aprile veniva messa in marcia la pompa di calore, che toglieva ancora calore dall'acqua del serbatoio grande per riscaldare l'acqua del serbatoio piccolo a 30°, sufficienti per il riscaldamento della casa. L'acqua del serbatoio grande si raffreddava fino a 8 gradi.
I risultati per il periodo di misurazione 22-12/1-4 sono stati:
numero di gradi-giorno 1610
calore prodotto dalla pompa di calore 23.9 GJ
energia consumata 7.3 GJ (COP medio 3.27)
radiazione incidente sul collettore solare 47.5 GJ
energia raccolta 19.9 GJ (42%)
calore prodotto da illuminazione, strumenti etc. 10.6 GJ
perdite di calore dal serbatoio: trascurabili (!)
In totale il carico di riscaldamento al netto del calore fornito da illuminazione e strumenti è stato di 43.6 GJ; la pompa di calore ha consumato 9.7 GJ (2694 kWh).
L'articolo dà altri dati, graficie e tabelle che è impossibile riportare qui.
Personalmente, visto che le perdite di calore dal serbatoio d'acqua sono date per trascurabili (anche perchè era situato sotto la casa e parte delle dispersioni venivano utilizzate), avrei usato un serbatoio più grande, che continuasse a riscaldare più a lungo e si raffreddasse di meno nel periodo di uso della pompa di calore. 2700 kWh di energia elettrica per la pompa di calore non sono pochi.
(E.Aranovitch et al., "Performance of a solar heating system combined with a heat pump and a long-term heat storage device, AIChE Symposium Series, vol. 76 no. 198, pag. 97-106)
Avevano costruito a Ispra una casetta-laboratorio di 160 m², con pareti a doppio strato di mattoni e 12 cm di isolamento in schiuma di poliuretano. Finestre con doppi vetri. L'intero edificio disperdeva/richiedeva 0.25 kW per grado di differenza di temperatura.
Il sistema solare aveva 53 m² di collettori solari inclinati di 60° e appoggiati a un lato della casa. L'accumulo del calore era fatto con un serbatoio d'acqua isolato in cemento di 50 m³ posto sotto la casa e un altro intermedio di 2 m³ in acciaio isolato.
Il calore veniva preso dall'acqua direttamente o, quando questa si è raffreddata, attraverso una pompa di calore acqua-acqua con una produzione di calore max. di 11 kW e un COP di 3-3.5.
Il riscaldamento era a pavimento con acqua fra 25 e 29 gradi, sufficiente per mantenere l'ambiente a 20 gradi.
Da metà Maggio al 24 Settembre nessun riscaldamento; il sistema solare accumulava calore nel serbatoio, che si riscaldava fino a 69°.
Da metà Settembre al primo di Dicembre il riscaldamento era fornito direttamente dall'acqua del serbatoio, che si raffreddava a 30°
Dati complessivi per questa fase:
numero di gradi-giorno: 696
energia utilizzata dal serbatoio grande 4.68 GJ
energia dispersa dal serbatoio grande 3.51 GJ
energia solare incidente sui collettori 45.0 GJ
energia fornita al serbatoio 7.46 GJ (17% rendimento)
energia fornita da illuminazione, strumenti etc. 2.9 GJ
Dai primi di Dicembre ad Aprile veniva messa in marcia la pompa di calore, che toglieva ancora calore dall'acqua del serbatoio grande per riscaldare l'acqua del serbatoio piccolo a 30°, sufficienti per il riscaldamento della casa. L'acqua del serbatoio grande si raffreddava fino a 8 gradi.
I risultati per il periodo di misurazione 22-12/1-4 sono stati:
numero di gradi-giorno 1610
calore prodotto dalla pompa di calore 23.9 GJ
energia consumata 7.3 GJ (COP medio 3.27)
radiazione incidente sul collettore solare 47.5 GJ
energia raccolta 19.9 GJ (42%)
calore prodotto da illuminazione, strumenti etc. 10.6 GJ
perdite di calore dal serbatoio: trascurabili (!)
In totale il carico di riscaldamento al netto del calore fornito da illuminazione e strumenti è stato di 43.6 GJ; la pompa di calore ha consumato 9.7 GJ (2694 kWh).
L'articolo dà altri dati, graficie e tabelle che è impossibile riportare qui.
Personalmente, visto che le perdite di calore dal serbatoio d'acqua sono date per trascurabili (anche perchè era situato sotto la casa e parte delle dispersioni venivano utilizzate), avrei usato un serbatoio più grande, che continuasse a riscaldare più a lungo e si raffreddasse di meno nel periodo di uso della pompa di calore. 2700 kWh di energia elettrica per la pompa di calore non sono pochi.
