Caratterizzazione delle prestazioni energetiche di una pompa di calore dual-source tramite Simulink

Lo scopo di questo elaborato è quello di caratterizzare le prestazioni di una pompa di calore dual-source tramite il programma di simulazione dinamica Simulink. L’edificio e l’impianto sotto esame sono stati modellati con il software Simulink che permette di fare un’analisi dinamica dell’intero sistema edificio-impianto. È stato dimensionato l’impianto di riscaldamento avente fan coil come terminali e una pompa di calore dual-source come generatore che ha la capacità di sfruttare due sorgenti, aria e terreno, in modo alternato. È stato implementato un campo di sonde geotermiche verticali a singolo tubo, con 4 possibili configurazioni: sonda doppia da 125, 100, 75 e 50m. È stato implementato il blocco specifico per la simulazione dell’andamento della temperatura del terreno in Simulink, tramite le g-function. Sono state valutate le prestazioni della pompa di calore dual-source in tre casi: quando la pompa di calore sfrutta solo l’aria come sorgente termica, quando sfrutta solo il terreno e quando sfrutta entrambe le sorgenti in modo alternato. Per il secondo caso è stato valutato anche l’andamento della temperatura del terreno lungo 50 anni, per analizzare il comportamento del terreno nel caso in cui si hanno carichi sbilanciati, come questo. Per l’ultimo caso si è implementato un controllo per cambiare tra le due sorgenti che si basa su un valore soglia della temperatura dell’aria esterna. Per valutare le prestazioni si sono prima effettuate le simulazioni nel caso in cui la pompa di calore sfrutta una delle due sorgenti; mentre per il caso in cui vengono sfruttate entrambe le sorgenti, sono state eseguite delle simulazioni per ciascuna lunghezza delle sonde, al variare del valore soglia della temperatura dell’aria esterna. Si sono confrontate le prestazioni di quest’ultimo caso rispetto ai casi in cui la pompa di calore sfrutta una sorgente singola.