Gli scaldacqua centralizzati a pompa di calore possono fungere da enormi batterie ad acqua, lo dimostra il progetto pilota di Seattle

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Gli scaldacqua centralizzati a pompa di calore (CHPWH) rappresentano un’enorme opportunità per ridurre la sostanziale energia utilizzata nel riscaldamento dell’acqua e possono agire come gigantesche batterie termiche. Lo fanno utilizzando l’energia per riscaldare l’acqua durante i periodi di bassa domanda di rete e immagazzinandola per un uso successivo, consentendo loro di limitare il consumo di energia durante le ore di punta della rete elettrica. Le principali organizzazioni del gruppo di lavoro commerciale dell'Advanced Water Heating Initiative (AWHI) stanno mostrando le implicazioni di tutto ciò sulle risorse di rete nel primo progetto pilota di questo tipo della Bayview Tower a Seattle.

Bayview Tower è una struttura residenziale pubblica per anziani a basso reddito situata nel centro di Seattle. L'acqua calda per i residenti di Bayview era fornita da uno scaldabagno a resistenza elettrica inefficiente che utilizzava molta elettricità per riscaldare l'acqua. Nel 2019, un dream team di organizzazioni che includeva Ecotope, Seattle Housing Authority, Bonneville Power Administration, Steffes, SkyCentrics, Mitsubishi e Seattle City Light si è riunito per riadattare l'edificio con uno scaldacqua centrale a pompa di calore (CHPWH) che aveva il potenziale ridurre di un fattore tre l'energia utilizzata per riscaldare l'acqua, che rappresenta circa il 25-35% del consumo energetico medio di un edificio plurifamiliare.

Gli scaldacqua centralizzati a pompa di calore sono diversi dai loro cugini residenziali in modi che probabilmente ti aspetteresti. Invece di avere serbatoi di acqua calda individuali in ogni casa e appartamento, i sistemi centrali sono molto più grandi e forniscono acqua calda a più famiglie contemporaneamente. Nel caso di Bayview, un sistema serve 100 appartamenti. A livello nazionale, finora sono stati installati centinaia di CHPWH, ma questa tecnologia è ancora agli inizi della sua adozione.

Lo scaldacqua centrale a pompa di calore installato a Bayview ha aperto molti nuovi orizzonti e sta dimostrando molti concetti importanti che potrebbero aiutare a orientare il modo in cui riscaldiamo l’acqua in questi prossimi decenni cruciali per la decarbonizzazione. Innanzitutto, il CHPWH per Bayview era un sistema confezionato, montato su skid (ovvero montato in modo permanente su un pallet di metallo) con molti componenti che venivano prodotti fuori sede e poi consegnati tramite gru all'edificio, più o meno pronti per essere collegati. posto. La natura "plug'n play" di questo scaldabagno ha fatto sì che i residenti della Bayview Tower potessero usufruire solo di un paio d'ore di inattività dell'acqua calda mentre veniva installato un sistema di riscaldamento dell'acqua completamente nuovo. Lo scaldacqua è stato installato nell'estate del 2021 e il sistema è ora operativo da un anno e mezzo, soddisfacendo il fabbisogno di acqua calda dei residenti e risparmiando circa 135.000 kilowattora (kWh) all'anno oltre a ridurre significativamente le emissioni di CO2 e le bollette elettriche .

Sistema di riscaldamento centralizzato dell'acqua montato su skid. Immagine gentilmente concessa da Ecotope.

Dopo che il sistema CHPWH è stato installato e ha dimostrato la sua capacità di funzionare bene, il team è passato alla fase due del progetto, che ha cercato di dimostrare che i CHPWH possono fornire una significativa capacità di spostamento del carico. Mentre le comunità, le regioni e gli stati elettrificano gli edifici e i trasporti e si spostano verso un maggiore utilizzo dell’energia solare ed eolica, i tempi in cui utilizziamo l’elettricità diventano sempre più importanti. Se tutti utilizzano molta elettricità allo stesso tempo (ad esempio durante i periodi di punta mattutini e serali), i servizi pubblici devono fare affidamento su impianti alimentati a combustibili fossili per fornire la fornitura extra o, nel peggiore dei casi, tagliare parte dell’elettricità alle case. Usare meno elettricità, immagazzinare l’elettricità nelle batterie e distribuire o spostare il nostro utilizzo di energia sono strategie chiave per aiutare a risolvere questo problema.

L’organizzazione no-profit per cui lavoro, il New Buildings Institute, lavora da oltre tre anni su soluzioni su scala edilizia per consentire la decarbonizzazione della rete attraverso la GridOptimal Buildings Initiative e ha costantemente scoperto che i sistemi di riscaldamento dell’acqua sono una tecnologia miracolosa per lo spostamento del carico e la rete. integrazione. Poiché l'acqua può contenere molta energia, è possibile utilizzarla come una batteria: "caricare" il sistema utilizzando l'efficiente pompa di calore per riscaldare l'acqua durante i periodi di bassa domanda di rete (o elevata produzione rinnovabile), quindi utilizzare quella immagazzinata energia durante i periodi di elevata domanda di rete pur godendo di abbondante acqua calda. Gli scaldacqua negli edifici plurifamiliari e commerciali possono svolgere un ruolo importante perché hanno una maggiore capacità di stoccaggio dell’acqua concentrata in un unico sistema.