Cassetta degli attrezzi per le emissioni di CO2-Edifici liberi
Un insieme di nuove tecnologie edilizie permette di riscaldare e raffreddare gli edifici senza emettere CO 2 essere emessi. Sotto l'etichetta "2SOL", un'alleanza di aziende vuole ora aiutare i componenti sviluppati all'ETH a raggiungere una svolta.
Circa il 40% delle emissioni di CO2-Le emissioni in Svizzera sono causate dagli edifici. La ristrutturazione degli edifici gioca quindi un ruolo importante nella strategia della Confederazione Svizzera per ridurre le emissioni di gas serra attraverso misure nazionali. Un modo per modernizzare gli edifici è rappresentato da un migliore isolamento termico e da bruciatori a gas e a olio più efficienti. L'ETH di Zurigo propone un approccio diverso con una serie di tecnologie edilizie adatte a rendere gli edifici praticamente a emissioni di CO2-emissioni per il riscaldamento e il raffreddamento.
L'energia solare in eccesso in estate viene temporaneamente immagazzinata nel terreno e utilizzata per riscaldare l'edificio in inverno. Al contrario, l'edificio può essere raffreddato in estate grazie al riscaldamento a pavimento. ? possibile raffreddare gli ambienti con il serbatoio di accumulo a terra perché l'energia termica è stata estratta da esso in inverno.
Il collettore come parte del tetto
Un primo importante elemento dell'intero sistema 2SOL è un collettore ibrido sviluppato presso l'ETH, che da un lato fornisce energia solare come sistema fotovoltaico e dall'altro immette calore in un serbatoio di accumulo a terra come collettore solare. Per la prima volta, i ricercatori sono riusciti a realizzare un collettore ibrido che fa parte della costruzione del tetto. Invece di montare il collettore sul tetto esistente, il tetto e il collettore diventano un'unica unità: i pannelli fotovoltaici, gli assorbitori termici, l'isolamento e la struttura di supporto formano un'unica unità e possono essere montati praticamente su qualsiasi casa.
La cosiddetta sonda geotermica coassiale è il collegamento che trasporta l'energia termica raccolta nel serbatoio geotermico stagionale utilizzando l'acqua come mezzo di trasporto. Le sonde geotermiche si estendono fino a 500 metri di profondità. La sonda è realizzata in filo di poliestere e assomiglia a una manichetta antincendio. Le precedenti sonde geotermiche erano costituite da tubi di plastica dura, che rendevano necessario riempire di cemento lo spazio tra la sonda e il foro. Il materiale flessibile e malleabile della sonda geotermica coassiale, invece, viene premuto direttamente contro la parete del foro dalla pressione in eccesso.
Dimostrazione della nuova cassetta degli attrezzi
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Dimostrazione del nuovo collettore ibrido - direttamente integrato in un modulo del tetto. (Immagine: ETH di Zurigo) -
I pannelli fotovoltaici possono essere scelti in diversi colori. (Immagine: ETH di Zurigo) -
Il professor Hansj?rg Leibundgut dell'ETH davanti al modello di una pompa di calore turbo a basso consumo. (Immagine: ETH di Zurigo)
Motore con turbocompressore
Il calore immagazzinato nel terreno deve ritornare nell'edificio in inverno per riscaldarlo. Il serbatoio di accumulo viene quindi svuotato ogni inverno per poter essere nuovamente riempito l'estate successiva. Tuttavia, l'acqua pompata dalle profondità del terreno non è ancora abbastanza calda per riscaldare una casa. ? qui che entra in gioco il terzo componente centrale del sistema 2SOL, la pompa di calore a basso sollevamento, che riscalda l'acqua alla temperatura richiesta di 28-35 gradi. La pompa di calore è dotata di un motore elettrico sviluppato all'ETH e di un turbo compressore accoppiato che lavora a 200.000 giri al minuto. La pompa di calore turbo è in grado di riscaldare il calore dell'accumulatore a terra fino alla temperatura utile desiderata con poca elettricità.
Parte del sistema complessivo 2SOL consiste nell'armonizzare in modo ottimale le varie tecnologie edilizie tra loro attraverso un controllo e un monitoraggio intelligenti. Con una superficie di circa 80 metri quadrati di collettori ibridi sul tetto, l'utilizzo della più recente sonda geotermica e la pompa di calore turbo a bassa portanza, è possibile riscaldare una superficie utile di circa 750 metri quadrati, che corrisponde a una casa di tre piani e sette famiglie. A condizione che l'elettricità esterna necessaria al funzionamento della pompa di calore provenga da fonti rinnovabili, l'edificio può essere riscaldato e raffreddato senza emissioni di CO2.
Alleanza per il lancio sul mercato
Un'alleanza di dodici aziende svizzere ha unito le forze sotto il marchio 2SOL per sviluppare ulteriormente le varie tecnologie e portarle alla maturità del mercato. Queste aziende contribuiscono con un'ampia gamma di competenze, dai fornitori di dispositivi e sistemi alle società di ingegneria e pianificazione e alle imprese di installazione. Ciò che le accomuna è la convinzione che gli edifici possano essere riscaldati e raffreddati senza emissioni.
