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Un’innovativa serie di strumenti «energizza» promettenti sistemi di teleraffrescamento decentralizzati

Svariati processi diventano sempre più efficienti ed economici, dall’acquisto di generi alimentari alla produzione di componenti, e il discorso vale anche per il raffrescamento degli edifici. I sistemi di teleraffrescamento che servono più edifici stanno diventando più intelligenti ed efficienti grazie al supporto della ricerca finanziata dall’UE.

Energia

Le strutture centralizzate che climatizzano più edifici con generazione remota rispetto a quella in loco, i cosiddetti sistemi di teleraffrescamento, migliorano la qualità e l’efficienza della fornitura riducendo il consumo di energia e le emissioni di CO2. Con il progressivo riscaldamento dell’Europa e l’aumento della domanda di raffrescamento degli edifici, il tempestivo progetto INDIGO, finanziato dall’UE, si è proposto di supportare un teleraffrescamento più efficiente, intelligente e meno costoso.

Supportare l’attuazione con strumenti pratici e componenti intelligenti

C’erano già molti motivi per adottare i sistemi di teleraffrescamento, ma INDIGO ha fatto un affare ancora migliore sviluppando due strumenti di pianificazione e simulazione open source e una strategia di gestione del sistema di teleraffrescamento rivoluzionaria. Secondo Susana López, coordinatrice del gruppo Thermal Engineering presso Tekniker e coordinatrice del progetto INDIGO, «lo strumento di pianificazione di INDIGO aiuta gli utenti a progettare e/o valutare i sistemi di teleraffrescamento, quelli già esistenti e quelli nuovi, dalla generazione al consumo. Le analisi del ciclo di vita confrontano i risultati con quelli di un caso di riferimento definito. Lo strumento di simulazione sfrutta la libreria di INDIGO di modelli termo-fluidodinamici dei componenti del sistema di teleraffrescamento fornendo informazioni dettagliate sul comportamento fisico per una progettazione ottimizzata. La strategia di gestione ottimizza infine in modo intelligente la pianificazione per portare al massimo l’efficienza e ridurre al minimo i costi, tenendo conto di fattori quali le emissioni di gas serra e il tempo di recupero dell’investimento del sistema». La strategia di gestione intelligente basata sul controllo predittivo del modello sfrutta la prospezione e le fonti di energia rinnovabile. Il sistema integra la previsione della domanda dei consumatori, la previsione dei prezzi dell’energia e la conoscenza dei modelli di componenti del sistema di teleraffrescamento. I controllori predittivi del modello sono stati sviluppati per gestire sistemi di generazione, pompe di distribuzione e l’unità di trattamento dell’aria, alcuni includendo algoritmi di auto-apprendimento incorporati. López osserva: «INDIGO ha pubblicato linee guida su come pianificare e distribuire il nostro sistema di gestione intelligente per teleraffrescamento per aiutare altri a farlo».

Risparmio energetico notevole anche con modifiche minime

INDIGO ha convalidato il suo ottimizzatore della pompa di distribuzione e la sua nuova strategia di gestione (sia di generazione che di distribuzione) nel sistema di teleraffrescamento dell’ospedale universitario di Basurto a Bilbao, in Spagna. L’ospedale soddisfa le proprie esigenze di riscaldamento e raffrescamento attraverso un sistema di teleriscaldamento e teleraffrescamento che sfrutta il calore di scarto e lo stoccaggio in un sistema combinato di cogenerazione. Il quartiere è composto da 11 edifici in un raggio di 2 km. INDIGO ha anche testato la sua strategia di gestione con un sistema di riscaldamento, ventilazione e condizionamento d’aria convenzionale in un edificio per uffici a Neuchâtel, in Svizzera. La soluzione INDIGO ha portato a circa il 26 % in meno di consumo energetico complessivo rispetto ai sistemi attuali. Il solo ottimizzatore della pompa di distribuzione ha ottenuto risparmi energetici di oltre il 50 %. Sebbene sia una parte relativamente piccola del progetto INDIGO, è diventato un risultato prezioso e rimarrà in funzione presso il sito di prova, mostrando il potenziale di applicazione in altre installazioni con sistemi di pompaggio ad alta intensità energetica, quali gli impianti di trattamento delle acque reflue. I risultati del simulatore del banco di prova virtuale hanno dimostrato che il risparmio di energia potrebbe aumentare notevolmente, fino all’85 %, con miglioramenti a tutti i livelli dal sistema di generazione e distribuzione a livello di edificio (consumo). I significativi miglioramenti apportati da INDIGO al teleraffrescamento utilizzando sistemi intelligenti per il controllo e l’ottimizzazione sono attualmente al TRL 5. Raccolte dall’iniziativa Innovation Radar dell’UE, le innovazioni finanziate dall’UE di INDIGO dovrebbero arrivare sul mercato più rapidamente e iniziare a sfruttare il loro pieno potenziale attraverso l’esposizione a un ecosistema dinamico di incubatori, imprenditori, agenzie di finanziamento e investitori.

Parole chiave

INDIGO, energia, sistema di teleraffrescamento, teleraffrescamento, ottimizzatore della pompa di distribuzione, controllo predittivo del modello, modelli termo-fluidodinamici

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