Sviluppo e implementazione di un codice di calcolo per la verifica delle prestazioni energetiche e della carica ottimale di refrigerante in pompe di calore aria-acqua invertibili

Il presente elaborato, svolto all'interno del reparto R&D di Galletti S.p.A, descrive lo sviluppo e la successiva implementazione di un modello fisico-matematico per pompe di calore aria-acqua invertibili. Il codice di calcolo sviluppato, basandosi su modelli matematici creati ad-hoc per i singoli componenti, permette di bilanciare termodinamicamente una macchina aria-acqua al variare dei componenti utilizzati e delle condizioni di lavoro e fornisce il valore della carica di refrigerante necessaria al funzionamento ottimale della macchina in entrambe le modalità operative (chiller/pompa di calore). Il codice è stato implementato su due pompe di calore progettate in azienda, di cui erano disponibili i dati sperimentali ottenuti in fase prototipale, dimostrando un'ottima capacità predittiva. Attraverso il post-processing dei dati di output del modello è stato poi possibile valutare alcune strategie per la riduzione della carica di refrigerante indagando sugli effetti indotti sulle prestazioni energetiche nominali. Infine, è stato implementato il codice per la previsione del comportamento stagionale di una macchina ad alta efficienza, evidenziando alcune criticità indotte dalla ridistribuzione della carica all'interno degli scambiatori di calore durante le parzializzazioni del carico.