Ottimizzazione del sistema di controllo di una pompa di calore dual-source (aria/terreno) abbinata ad impianto fotovoltaico.

In questo lavoro di tesi è stata studiata e ottimizzata la logica di controllo di un prototipo di pompa di calore dual-source (aria/terreno-acqua), con l’obiettivo di permettere alla macchina di operare nella modalità di funzionamento che attesti i migliori coefficienti di prestazione annuali. Tale lavoro è stato svolto nell’ambito del Progetto HEGOS. Lo studio è stato condotto con l’utilizzo del software di simulazione dinamica TRNSys. Per l’analisi del comportamento dell’impianto con le diverse logiche di controllo si è sfruttato un edificio test; è stato installato un impianto di condizionamento avente fan coil come terminali di emissione e il prototipo di pompa di calore multisorgente come generatore. L’impianto presenta un sistema di sonde geotermiche verticali che fungono da eventuale sorgente esterna, possibili configurazioni: sonda singola da 60, 80, 100 m e sonda doppia da 60,80,100 m. Le varie logiche di controllo studiate impongono alla macchina la modalità di funzionamento, aria o terreno, sulla base di: temperatura dell’aria esterna, confronto tra temperatura dell’aria esterna (bulbo secco o bulbo umido) e temperatura del fluido lato sonde (in ingresso alla PdC o media del circuito), temperatura del terreno. Le simulazioni hanno coperto un periodo temporale di 16 anni al fine di valutare la sostenibilità sul lungo periodo del sistema in caso di carichi stagionali sbilanciati. I risultati ottenuti sono stati confrontati in termini di indici prestazionali e temperature del terreno. È stato integrato un impianto fotovoltaico, per favorire l’autoproduzione dell’energia elettrica richiesta dalla pompa di calore e da una ipotetica utenza. È stata condotta un’analisi economica al variare del numero di moduli basata su una funzione costo per stabilire la configurazione più conveniente: il risparmio annuo prodotto dall’intervento di miglioramento dell’efficienza energetica è stato quantificato in base ad autoconsumo e scambio sul posto.