11.1.1. Produzione di calore

Il rendimento globale ���� è quindi calcolato come produttoria dei rendimenti di emissione ����, regolazione ������, distribuzione ���� e generazione ������.

In questa tesi il calcolo del fabbisogno non è stato svolto utilizzando la UNI TS 11300-2, e quindi su base stagionale, ma è stato implementato in TRNSYS utilizzando come base temporale il time step delle simulazioni con l’obiettivo di ottenere dei risultati più accurati. Il software infatti implementa direttamente le logiche di regolazione degli impianti e il funzionamento dei terminali di impianto in modo dinamico. Per quanto riguarda la generazione dell’energia, invece, sono stati utilizzati i dati forniti dalla casa produttrice Eneren sulla pompa di calore a seguito di test eseguiti secondo UNI TS 11300-3 e 11300-4. Sulla base di quanto descritto nelle suddette normative [27] e [29], sono stati valutati gli andamenti di COP e EER per diverse condizioni operative. Si ricorda infatti che, per le pompe di calore a compressione di vapore, i valori di COP ed EER sono considerati rendimenti di generazione. Nei prossimi paragrafi saranno esaminati i consumi e i metodi di calcolo separatamente per produzione di calore e di freddo.

11.1.1. Produzione di calore

Le prestazioni di una pompa di calore variano in funzione delle condizioni di esercizio e della potenza richiesta. È quindi essenziale trovare una relazione che permetta di valutare l’andamento del COP sia a carichi parziali che al variare delle condizioni di esercizio. Per queste ultime sono intese le temperature della sorgente fredda e del pozzo caldo. Nel caso in esame la sorgente fredda è l’acqua proveniente dalla sonda geotermica che, come è stato mostrato nei paragrafi precedenti, subisce variazioni di temperatura molto lievi rispetto all’aria; il pozzo caldo invece è l’acqua inviata ai pannelli radianti o ai terminali dell’acqua calda sanitaria. La produzione di tale portata avviene a temperatura costante sia per l’ACS (45°C) che per il sistema radiante. Poiché queste si possono considerare costanti, è possibile considerare l’andamento del COP in funzione soltanto degli altri due parametri, ossia la temperatura della sorgente e il carico richiesto. Anche la potenza richiesta dall’edificio infatti influisce sulle prestazioni della pompa di calore. Quest’ultima opera a pieno carico per periodi estremamente brevi durante l’anno, se non anche mai, e ciò significa per tutto il tempo restante lavora a carico parziale con conseguente modifica delle prestazioni. Per valutare il COP si è quindi fatto riferimento ai dati forniti dall’azienda secondo UNI TS 11300-4 sotto forma di una tabella simile alla seguente.

Figura 46. Prospetto 31 UNI TS 11300-4

Le temperature di riferimento inserite sono relative alla sorgente fredda e per le pompe di calore geotermiche sono -5°C, 0°C, 5°C, 10°C, mentre si tiene in considerazione che il pozzo caldo sia a temperatura costante. Il Partial Load Ratio (PLR), ossia il fattore di carico climatico, è un rapporto tiene conto della variazione della potenza massima che può essere prodotta dalla macchina in funzione delle sole condizioni di funzionamento rispetto alla potenza massima producibile con una temperatura di sorgente pari a -10°C (Pdes). Le potenze a pieno carico tabulate sono quindi le massime producibili per ogni temperatura di sorgente proposta con il relativo COP. Di seguito i valori tabulati di Capacity Ratio (CR) considerano il funzionamento a carico parziale della macchina e sono calcolati come:

Equazione 64

Dove ������ è la potenza a pieno carico per la j-esima condizione operativa (A, B, C, o D). Infine, il fattore correttivo Fp permette di modificare il COP a pieno carico ���������� e ottenere il COP a carico parziale ����������:

Equazione 65