Simulazione dinamica di impianti di condizionamento basati su pompe di calore geotermica mono e dual-source

In questo elaborato si è utilizzato Trnsys per la simulazione di impianti che utilizzano pompe di calore di diverse tipologie: aria-acqua, acqua-acqua, dual-source. Per l'analisi del comportamento delle diverse tipologie di impianto si è realizzato un edificio test che non viene modificato al variare dell'impianto. I terminali d'impianto adottati sono dei fan-coil. La prima tipologia di impianto analizzato è costituito da una pompa di calore avente come sorgente esterna due scambiatori immersi in un lago ad una profondità di 6m. La seconda tipologia di impianto studiato è costituito da una pompa di calore geotermica. Si è scelto di installare due sonde da 75m poste ad una distanza di 6m. Le simulazioni sono state effettuate su un periodo di 15 anni al fine di comprendere gli effetti di lungo termine che si hanno sul terreno e sulle prestazioni della macchina. I risultati ottenuti con Trnsys, utilizzante il metodo DST per la simulazione delle sonde geotermiche, sono stati validati mediante un codice MATLAB che utilizza il metodo delle g-function. Si è poi andati a variare la lunghezza delle sonde, diminuendola, per vedere cosa cambia in termini di andamento della temperatura del terreno e prestazioni della pompa di calore. La terza tipologia di impianto implementata è costituita da una macchina aria-acqua. Le prestazioni di questa pompa di calore sono state ottenute ipotizzando che possa operare per tutte le ore in cui è richiesto carico termico da parte dell'edificio; si sono trascurate le penalizzazioni dovute ai cicli di ON/OFF eseguiti dalla macchina e agli sbrinamenti. L'ultima tipologia di dispositivo analizzato è una pompa di calore dual-source (aria e sonde verticali) che invece rappresenta una tipologia di macchina tutt'ora in fase di studio, progettazione e ottimizzazione. La pompa di calore dual-source si è ottenuta combinando insieme la macchina aria-acqua e quella geotermica in quanto non si avevano i dati di una pompa di calore dual-source reale.