RISCALDAMENTO IBRIDO

RISCALDAMENTO IBRIDO

RISCALDAMENTO IBRIDO: CONTROLLO ATTIVO DELLA POTENZA

Sia in nuovi edifici o progetti di ristrutturazione: Sempre più sistemi di riscaldamento sono ibridi, quindi combinando caldaie a condensazione o a bassa temperatura con l’energia solare, pompe di calore o centrali di riscaldamento blocco. Di conseguenza, questo rende i sistemi più complessi. La sfida è controllare la generazione di calore da diverse fonti. Per affrontare questo compito, Georg Siepmann e Thomas Sierpinski della filiale di Münster hanno sviluppato il “Active power control” e lo stanno usando con successo.

Trasformando lo straordinario in normalità

Per un lungo tempo, petrolio e gas hanno dominato i sistemi di riscaldamento. Sapendo che solo una consistente riduzione di CO2 può rallentare il riscaldamento globale, il legislatore ha reagito con normative adeguate per promuovere l’efficienza energetica e l’uso delle energie rinnovabili.

Georg Siepmann segue i cambiamenti nel settore del riscaldamento da oltre 15 anni. Il capo dell’area vendite di Kieback&Peter nella Westphalia meridionale ha fatto le sue prime esperienze con l’integrazione di energie alternative nella generazione di calore nel 2004: Il comune di Finnentrop nella regione del Sauerland ha costruito una rete di riscaldamento locale con una caldaia a cippato e due caldaie a condensazione a gas come generatori di calore secondari.

“A quel tempo visti come esotici, gli ibridi sono ormai ben affermati”, conclude. “Combinazioni di generatori di calore sono stati installati ovunque: gas, solare, cogenerazione, pompa di calore, cippato di legno, pellet, condensazione e caldaie a bassa temperatura – ci sono possibilità quasi illimitate.”

Potenziale di risparmio energetico

Rapidamente, è diventato chiaro per l’ingegnere che la maggior parte dei sistemi non raggiungono il risparmio energetico ottimale. “Quello che manca alla maggior parte dei sistemi è un sistema di controllo di livello superiore che coordini i singoli componenti. Ciò che è disponibile sul mercato è in effetti molto scarso.”

Un esempio tipico è un sistema ibrido la cui fonte di energia primaria è un’unità di cogenerazione (CHP). Nei periodi di punta, una caldaia a condensazione produce calore aggiuntivo. “Senza una corretta regolazione, una caldaia può ottenere fino a 5.000 inizia un mese. Questo danneggia gravemente la sostanza. Inoltre, con ogni inizio una parte del calore fuoriesce inutilizzato attraverso il camino. In un grande produttore, la garanzia per l’intera caldaia termina a 35.000 inizia. In tal caso, che sarebbe dopo soli sette mesi.”

Motivo sufficiente per Georg Siepmann e Thomas Sierpinski – un ingegnere di progetto nel suo team – per concentrarsi su questo argomento e trovare una soluzione che regola vari produttori di calore per ottenere prestazioni ottimali.

Controllo della potenza attiva

Il punto di partenza è stata una pubblicazione di Siegfried Baumgarth, un professore del Dipartimento di Ingegneria dell’Approvvigionamento presso l’Università di Scienze Applicate Braunschweig/ Wolfenbüttel. Ha spiegato come mantenere una bassa temperatura di ritorno alla caldaia in un sistema con un separatore idraulico controllando il flusso di volume nel circuito della caldaia – un prerequisito per il funzionamento economico di una caldaia a condensazione.

Thomas Sierpinski è stato il primo a implementare l’approccio di Siegfried Baumgarth in un sistema multi-caldaia con separatore idraulico. Ciò ha portato al controllo di potenza attivo come modulo di programma per le stazioni di automazione. La maggior parte dei regolatori della caldaia controllano solo la temperatura. Un collegamento parallelo dei generatori non è quindi possibile. Di conseguenza, i produttori spesso specificano la connessione in serie dei generatori. Il controllo attivo della potenza, invece, regola l’uscita e la temperatura indipendentemente per ogni generatore. In questo modo è possibile collegare in parallelo un qualsiasi numero di generatori di calore in un sistema.

Ideale per sistemi ibridi

“Presto ci siamo resi conto che il principio di funzionamento poteva essere applicato anche ai sistemi con un serbatoio di accumulo. Questo svolge un ruolo importante, specialmente nei sistemi ibridi: compensa la differenza tra domanda e offerta che si verifica di solito quando si utilizzano energie alternative. Con l’Active controllo di potenza, ora utilizziamo anche il serbatoio di accumulo per le caldaie “, spiega Georg Siepmann. Ciò consente alle caldaie di raggiungere tempi di funzionamento molto migliori in un punto operativo liberamente selezionabile. Riducendo il numero di cicli, è possibile ridurre al minimo sia l’usura che la perdita di energia.

Con Active power control, il sistema potrebbe anche reagire alle fluttuazioni dell’alimentazione di diverse fonti di energia attivando la generazione di calore. È quindi possibile integrare l’elettricità in eccesso proveniente dagli impianti eolici e fotovoltaici nell’impianto con Power-to-Heat.

Il controllo attivo della potenza, in combinazione con il collegamento parallelo di tutti i generatori e l’accumulo di buffer, è lo strumento per il funzionamento ottimale dei sistemi ibridi. Negli ultimi dieci anni Kieback&Peter ha realizzato molti progetti e ricevuto un feedback positivo da tutte le strutture. I generatori di calore primari di solito hanno tempi di funzionamento migliori del previsto in base alle previsioni, i tempi di ciclo dei generatori di calore secondari sono corrispondentemente buoni – mantenendo i nostri clienti altamente soddisfatti.