Smart Home - l'implementazione è fondamentale
Oggi molti committenti non vogliono solo parlare dell’ambiente, ma fare qualcosa di concreto per esso, anche se questo spesso non è particolarmente redditizio dal punto di vista economico. L'implementazione di una tecnologia ecologica, a risparmio energetico ed efficiente è quindi un must per molti. La prassi dimostra che conviene davvero.
Smart Home Biberstein
Oggetto:
- Casa unifamiliare (anno di costruzione 2007)
- Standard Minergie
- Famiglia di 4 persone
- Fabbisogno medio di elettricità: 10.000 kWh/a
- Riscaldamento a pavimento, Qh 6 kW a -7 °C
- 20 m2 di vetrate esposte a sud e nessun raffreddamento
- Aerazione controllata con registro geotermico
Località:
- CH-5023 Biberstein
Apparecchi installati:
- Pompa di calore acqua glicolata - acqua WPE-I 06 HK Premium
- Sonda geotermica 100 m
- Boiler a pompa di calore WWK 300 electronic CH (300 l)
- Solar Manager
Smart Home - un esempio pratico
«Da anni mi occupo professionalmente di tecnologia degli impianti domestici. Ho voluto imparare verificando su un immobile reale, testare e ottimizzare diversi componenti», spiega Oliver Joss, ingegnere tecnico commerciale di STIEBEL ELTRON. In particolare egli ha constatato l'aumento del comfort mediante il raffreddamento passivo, ha monitorato la rigenerazione della sonda geotermica e ha verificato il risparmio di elettricità, utilizzabile a vantaggio della mobilità elettrica.
Inoltre ha sostituito l'impianto solare termico con un impianto fotovoltaico da 5,2 kWp. Nel primo anno di esercizio è stato registrato un rendimento di 5000 kWh. La famiglia ha acquistato un'auto elettrica: la Renault Zoe consuma 13–16 kWh ogni 100 km. Poi la vecchia pompa di calore è stata sostituita da una WPE-I 06 HK Premium di STIEBEL ELTRON ed è stato installato un boiler a pompa di calore per la produzione di acqua calda. Per la gestione energetica è stato integrato un programmatore solare, che trasmette i risultati a PC e terminali mobili.
I risultati dimostrano che l'uso dell'energia rinnovabile sicuramente conviene.
Risultati e conoscenze in dettaglio
Maggiore comfort e raffreddamento passivo
grazie all'Inverter il livello di rumore è molto più basso di prima. La nuova pompa di calore è quindi molto più silenziosa di quella vecchia. Il comportamento di regolazione dell'Inverter presenta un altro vantaggio: differentemente dalla vecchia tecnologia, la temperatura interna viene mantenuta costante. Grazie al raffreddamento passivo la temperatura è molto piacevole anche in estate. Con questo procedimento il calore in casa viene quasi «dissipato» restituendolo al terreno. Il raffreddamento mediante la sonda geotermica è svolto da due pompe ad alta efficienza e uno scambiatore a piastre. Nella WPE-I HK questi componenti sono già montati, con un sovrapprezzo molto basso, di ca. CHF 1’500. In esercizio di raffreddamento sono necessari circa 100 watt per ottenere una prestazione refrigerante da 1500 fino a 2500 watt.
Monitoraggio della rigenerazione della sonda geotermica
la sonda geotermica viene monitorata per osservare il prelievo di calore e la rigenerazione del terreno. A questo scopo è stato misurato il livello di temperatura. La sonda scarica da 1500 fino a 2000 kWh all’anno.
La nuova pompa di calore è molto efficiente e quindi estrae anche molta energia dal terreno. Perciò per la valutazione assumono senso le seguenti domande: quali sono le possibili conseguenze? La sonda può congelarsi?
Ecco il risultato della misurazione presso la famiglia Joss: il prelievo di calore non è critico, ma nemmeno ottimale. Questo è uno dei motivi per cui si è deciso di non riscaldare anche l'acqua calda con la pompa di calore principale, ma separatamente con una pompa di calore per acqua calda WWK.
Tali risultati mostrano chiaramente che non esiste una regola standard per l’allestimento di un impianto. Ogni immobile è diverso, deve essere considerato e progettato singolarmente.
Risparmio di elettricità a vantaggio della mobilità elettrica
l'auto elettrica è la «chiave di volta» dell'intero impianto. L'efficienza della nuova pompa di calore e il software consentono di risparmiare ben 1000 kWh in inverno. Questo corrisponde a circa 6500 chilometri percorribili con l’auto elettrica e questo è già circa il 50% del consumo totale annuo della famiglia Joss.
In Svizzera il fabbisogno invernale di elettricità è in generale un fattore critico. Nel semestre estivo si produce più elettricità di quanta se ne possa consumare (perché non c'è riscaldamento). D’inverno, tuttavia, la domanda di elettricità è nettamente più elevata. Questo gap elettrico invernale può essere ridotto al meglio con una pompa di calore con sonda geotermica, poiché essa presenta la massima efficienza.
Per la famiglia Joss, però, l'elettricità autoprodotta non è sufficiente per il fabbisogno proprio in inverno. Circa l'80% dell'elettricità necessaria d’inverno viene acquisita dalla rete. Questo è anche dovuto al fatto che d’inverno i moduli fotovoltaici sono coperti dalla neve, con conseguente limitazione della produzione di elettricità.
Ulteriori risultati del monitoraggio
Aumento dell'efficienza
grazie alla tecnologia Inverter e all'elevato COP la gestione energetica presenta una bassa eccedenza ed è molto semplice. ll COP medio registrato dal regolatore è di 6,50 al netto dei possibili errori di misurazione. Il tempo di funzionamento per ogni accensione è di 6 ore. Sono sorprendenti i tempi di funzionamento del compressore, significativamente più lunghi: nel primo lungo inverno la macchina ha funzionato per 3500 ore per il riscaldamento ambiente. Sono state registrate 2150 ore per il riscaldamento e l'acqua calda, eppure il risparmio di elettricità è stato di 1000 kWh (-30%).
Aumento del comfort
la connettività aumenta nettamente il comfort. Le spese supplementari per il raffreddamento sono state pari a CHF 1300.-. La prestazione refrigerante ottenuta, da 1,5 fino a 2,5 kW, riduce la temperatura interna di 2-3 K. Le ore di esercizio del raffreddamento passivo in questa casa con molti vetri sono circa 1400 all'anno.
Acqua calda
il boiler a pompa di calore per l'acqua calda è in esercizio per ca. 5 ore al giorno. Questo significa circa 3–4 kWh di fabbisogno di elettricità al giorno (4 persone più l'acqua calda per la lavatrice collegata). Ciò comporta un raffreddamento della temperatura della cantina da 3 fino a 4 K.
Eccedenza del fotovoltaico
nei mesi estivi l'automobile, se parcheggiata a casa, può essere caricata con l'eccedenza del fotovoltaico. Il caricabatterie può caricare in modo variabile da 1,4 a un massimo di 5 kW e commuta automaticamente dalla carica monofase a quella trifase.
