POMPE DI CALORE

Climatizzazione “a ciclo annuale”, i dati di monitoraggio di un impianto pilota

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A un anno dalla firma dell’accordo di collaborazione, RSE Ricerca sul Sistema Energetico, la società di GSE Gestore Servizi Energetici dedicata allo sviluppo di progetti di ricerca per il sistema elettrico nazionale e Clivet, azienda attiva nella produzione di sistemi in pompa di calore per il comfort a ciclo annuale, rendono pubblici i risultati del primo anno di monitoraggio di un impianto pilota basato sul mix delle tecnologie rinnovabili.

Caratteristiche dell’impianto pilota

RSE il 12 giugno 2013 ha iniziato quindi il monitoraggio e l’esecuzione di test stagionali di funzionamento su una pompa di calore geotermica GAIA Acqua 31 di Clivet, che è stata installata unitamente al sistema di gestione e controllo ELFOControl2 presso il laboratorio di efficienza energetica di RSE, un’abitazione prefabbricata da 64m2 attrezzata per il monitoraggio di sistemi di climatizzazione, con richiesta di potenza termica in raffrescamento di 3.5 kW e in riscaldamento di 4 kW.

L’impianto si compone di:

  • pompa di calore Clivet Gaia Acqua 31 con potenza termica nominale (B0/W45) di 5,94 kW, potenza assorbita totale di 1,85 kW, COP di 3,16, potenza frigorifera nominale (B35/W7) di 6,69 kW, potenza assorbita totale di 1,75 kW ed EER di 3,83;
  • impianto di distribuzione costituito da 5 fancoil;
  • 4 pannelli ibridi termici-fotovoltaici da 1,59 m2 con potenza termica nominale di 900 We potenza elettrica nominale di 250 W;
  • 4 pannelli fotovoltaici da 1,59 m2 con potenza termica nominale di 900 We potenza elettrica nominale di 250 W;
  • 2 scambiatori geotermici verticali con profondità 100 m di cui uno a U singola e uno a doppia U.
La pompa di calore  installata ha una potenza termica nominale (B0/W45) di 5,94 kW, potenza assorbita totale di 1,85 kW, COP di 3,16, potenza frigorifera nominale (B35/W7) di 6,69 kW, potenza assorbita totale di 1,75 kW ed EER di 3,83.
La pompa di calore installata ha una potenza termica nominale (B0/W45) di 5,94 kW, potenza assorbita totale di 1,85 kW, COP di 3,16, potenza frigorifera nominale (B35/W7) di 6,69 kW, potenza assorbita totale di 1,75 kW ed EER di 3,83.

Funzionamento estivo

I risultati della prima estate e del primo inverno di funzionamento hanno dimostrato come questa soluzione permetta di soddisfare quasi completamente il fabbisogno di acqua calda sanitaria in funzionamento estivo con fonti rinnovabili attraverso il solare termico e che, grazie allo sfruttamento della sorgente geotermica a temperatura favorevole e indipendente dalle condizioni climatiche esterne, la resa della pompa di calore in raffrescamento sia addirittura superiore ai valori dichiarati nella documentazione tecnica, arrivando ad un EER medio di 5.5 ed un SCOP per la produzione di acqua calda sanitaria di 3.6.

Funzionamento invernale

Nel funzionamento invernale i moduli termo-fotovoltaici sono stati utilizzati principalmente per la ricarica del terreno e hanno fornito il 6% del fabbisogno di acqua sanitaria richiesta. Grazie allo scambio termico con il campo geotermico a temperatura favorevole (>11° C) la pompa di calore ha avuto un COP di 4.08 in riscaldamento e di un SCOP di 3.2 nella produzione di acqua calda sanitaria.

Lo schema funzionale dell'impianto di climatizzazione a ciclo annuale monitorato da RSE.
Lo schema funzionale dell’impianto di climatizzazione a ciclo annuale monitorato da RSE.

Risultati molto soddisfacenti

«L’impianto fotovoltaico – spiega Lorenzo Croci di RSE –, nella stagione invernale, ha coperto il 50% circa dei consumi elettrici dovuti alla pompa di calore, mentre la produzione elettrica nella stagione estiva è stata superiore ai consumi per la climatizzazione. In generale la produzione elettrica annuale copre la totalità dei consumi elettrici dovuti alla climatizzazione e alle pompe di circolazione. Si può notare – continua Croci – come l’EER stagionale sia molto elevato e l’assorbimento della pompa di circolazione dedicata al geotermico rappresenti solo il 2,1% dei totali consumi elettrici. Le ottime prestazioni della pompa di calore sono riconducibili, oltre alle qualità intrinseche della macchina, a diversi fattori, tra i quali le condizioni favorevoli della temperatura della sorgente geotermica, il basso carico richiesto dall’edificio e l’utilizzo di inverter per la regolazione della frequenza del compressore e delle pompe di circolazione. Tutti questi fattori hanno una ricaduta positiva sul ritorno dell’investimento».

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