Sviluppo di modelli di simulazione dinamica e analisi delle prestazioni energetiche di impianti basati su pompe di calore geotermiche assistite da collettori solari termici

In questa Tesi è stato utilizzato il software di simulazione TRNSYS 18 per studiare il comportamento dinamico di sistemi SAGSHP (Solar Assisted Ground Source Heat Pump) in cui collettori solari termici (CS) sono combinati a una pompa di calore (PdC) geotermica al fine di svolgere servizio di riscaldamento nel caso di un edificio poco isolato e con carico sbilanciato verso il riscaldamento. L’obbiettivo è stato quello di studiare l’impatto che l’adozione dei CS ha sulle prestazioni annuali del sistema, attraverso configurazioni impiantistiche sviluppate prendendo spunto dalla letteratura, esplorandone limiti e potenzialità. Per l’analisi prestazionale dei sistemi è stato utilizzato un edificio test adoperando le indicazioni di IEA per l’edificio di riferimento SFH100, nel clima di Strasburgo, la tipologia di CS utilizzati è stata del tipo a tubo sottovuoto mentre l’impianto di emissione è costituito da fan-coil. È stato modellato l’edificio secondo le prescrizioni di IEA e inizialmente connesso a un sistema GSHP, servito come caso base e termine di paragone per gli impianti oggetto di studio. Il primo SAGSHP è stato realizzato in configurazione parallelo, in cui l’energia prodotta dai CS viene utilizzata per servire direttamente il carico di riscaldamento dell’edificio. Sono stati realizzati tre sistemi SAGSHP in configurazioni di tipo complesso, in cui l’energia prodotta dai CS è adoperata per servire l’evaporatore della PdC quando non in grado di servire direttamente l’edificio, concentrando le attenzioni sui collegamenti idraulici e la definizione di logiche di controllo utili a valorizzare la produzione da CS. I risultati mostrano come le configurazioni di tipo complesso offrano buone opportunità in termini di miglioramento delle prestazioni complessive (SPF) rispetto alle configurazioni base e GSHP parallelo, poiché in grado di sfruttare l’energia termica a bassa temperatura prodotta dai CS, altrimenti inutilizzabile allo scopo di riscaldamento.