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LOW valued energy sources UPgrading for buildings and industry uses

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Modi intelligenti di utilizzare l’energia a bassa temperatura proveniente da fognature e acque reflue industriali

Le acque reflue tiepide scaricate dalle industrie e l’effluente a elevata temperatura proveniente dalle reti fognarie sotterranee rappresentano delle ottime fonti energetiche per il riscaldamento e il raffreddamento degli ambienti e di innumerevoli processi industriali. Un progetto finanziato dall’UE ha dimostrato delle tecnologie in grado di catturare il calore trattenuto dalle acque reflue.

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Il riscaldamento e il raffreddamento negli edifici e nelle industrie sono responsabili di metà di tutto il consumo energetico dell’UE. Secondo i dati del 2018 dell’Eurostat, il 75 % del riscaldamento e raffreddamento risulta ancora prodotto utilizzando combustibili fossili. Riunendo 13 partner da 7 paesi europei, il progetto LOWUP, finanziato dall’UE, ha comprovato l’efficacia di tecnologie innovative per la cattura e il riutilizzo dell’energia a bassa temperatura. Il calore residuo rappresenta una risorsa non sfruttata che propone un passo in avanti verso una sostanziale riduzione delle emissioni di CO2 e del consumo di energia primaria.

Sciacquare via il calore prezioso dalle fogne

Sebbene possa sembrare incredibile, sotto ai nostri piedi si annida una fonte di energia rimasta pressoché invisibile, ovvero le acque reflue domestiche. Secondo alcuni studi condotti in Germania e Svizzera, il 3 % di tutti gli edifici potrebbe essere fornito di calore (o aria fredda) tramite lo sfruttamento del calore derivante dalle acque reflue. «I sistemi fognari contengono acque reflue le cui temperature variano tra i 10 °C e i 25 °C. Questo livello di temperatura permette il funzionamento in modalità economica delle pompe di calore per il riscaldamento (o il raffreddamento) di edifici del settore terziario, tra cui: ospedali, hotel, piscine e centri commerciali», osserva Rafael Socorro, coordinatore del progetto. In confronto alle altre fonti di energia tradizionali impiegate per le pompe di calore (acque freatiche, calore geotermico, aria esterna), le acque reflue provenienti dai sistemi di scarico residenziali costituiscono una base perfetta per il recupero del calore poiché possiedono temperature superiori. Quindi, la sfida è riuscire a combinare uno scambiatore di calore ad alte prestazioni (che estrae il calore dalle fognature) con una pompa di calore. La soluzione innovativa HEAT-LowUP, oggetto di dimostrazione in un’università in Spagna fa affidamento su uno scambiatore di calore ibrido realizzato dal partner del progetto Wasenco. Questo sistema recupera circa il 20-30 % di calore dalle acque reflue introducendosi nello scarico per riscaldare l’acqua utilizzata in cucina o per il bucato e riesce a farlo senza consumare praticamente elettricità grazie all’integrazione di una soluzione passiva.

Recuperare il calore dalle acque reflue industriali

Il progetto ha dato prova di HP-LowUP presso un’azienda di produzione della carta e della pasta di carta situata in Portogallo. Si tratta di una soluzione che recupera il calore dalle acque reflue tiepide generato dai processi industriali. Il calore residuo è trasformato in un flusso di temperatura più elevata da riutilizzare per aumentare l’efficienza della linea di produzione. La chiave per il successo è stata rappresentata da uno scambiatore di calore rotante sviluppato dal partner del progetto, l’azienda Pozzi Leopoldo Srl. «Questo tipo di scambiatore di calore è progettato appositamente per lavorare con effluenti sporchi contenenti particolato meccanico senza comprometterne l’efficienza. Mantenendo in rotazione costante le superfici di scambio (i dischi), lo scambiatore è in grado di rimanere pulito, senza pertanto richiedere quasi nessun intervento di manutenzione», spiega Socorro. «In genere, gli scambiatori di calore tendono a intasarsi o guastarsi durante il trattamento dei fluidi sporchi. Queste condizioni possono pesantemente pregiudicare l’efficienza dei dispositivi di recupero dell’energia dalle acque reflue. Nel peggiore dei casi, è possibile assistere a una diminuzione pari a un fattore del 2,5 nel rendimento della trasmissione di calore dello scambiatore di calore», aggiunge Socorro. LOWUP è ancora in funzione. Ora, l’attenzione si concentrerà sulla conduzione di studi di mercato e di strategie di utilizzo per valutare i vantaggi e ottimizzare l’impatto delle tecnologie provate. Al di là dei risparmi in termini di CO2 ed energia primaria, i risultati ottenuti da LOWUP possono spalancare le porte a nuove opportunità per il settore del riscaldamento e del raffreddamento, creare nuovi posti di lavoro nonché ridurre la dipendenza europea da energie di importazione.

Parole chiave

LOWUP, acque reflue, scambiatore di calore, fognature, riscaldamento e raffreddamento, pompa di calore, calore residuo, energia a bassa temperatura, carta e pasta di carta

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