Articolo scaricabile gratuitamente in PDF (1268 Kb) - La Termotecnica

Tecnica
II
Pompe di Calore
aprile 2012
LA TERMOTECNICA
• Fabbisogno invernale ed estivo
Il percorso seguito nell’algoritmo di calcolo sarà diverso a
seconda che ci si trovi in un caso o nell’altro.
• Definizione dei livelli termici d’impianto
La scelta della tipologia di impianto da utilizzare consente
di fissare la temperatura di mandata dalla pompa di calore
lato unità abitativa (es. ventilconvettori o fan coil, nel caso
di riscaldamento).
• Ore equivalenti di funzionamento dell’impianto
È indice dell’energia scambiata annualmente con il terreno
ed influenza, quindi, l’aspetto di lungo periodo e la Pter;
tiene conto del fatto che quello geotermico sia o non sia
l’unico impianto energetico a servizio dell’unità abitativa:
--per un impianto geotermico accoppiato a caldaia e collettore
solare il valore è stimato in 1.000 ore/anno;
--per un impianto geotermico accoppiato a collettore solare
il valore è stimato in 2.400 ore/anno;
--per un impianto geotermico il valore è stimato in più di
2.400 ore/anno.
• Temperatura media terreno - tipologia terreno
Una delle caratteristiche più importanti del terreno inteso
come sorgente/pozzo di calore è il valore della temperatura
del terreno indisturbato, cioè non influenzato dall’impianto
che risulta pari alla media annua della temperatura
dell’aria esterna ed è, quindi, strettamente connessa alla
località. In definitiva, conoscendo la località risulta fissata
la temperatura media del terreno indisturbato.
• Sonda
Una valutazione dell’energia scambiata col terreno non
può prescindere dalle seguenti caratteristiche delle sonde
geotermiche:
a. lunghezza;
b. numero;
c. tipologia e riempimento;
d. eventuale presenza di installazioni indipendenti vicine.
È pratica comune dimensionare le sonde in modo che la differenza
di temperatura fra mandata e ritorno della pompa
di calore (ΔT pdc
) sia pari a circa 4°C, come evidenziato dal
tipico andamento delle temperature del fluido termovettore
che circola nella sonda geotermica che risulta da una prova
GRT [6, 15].
Il valore della temperatura lato unità abitativa è fissato
attraverso la scelta di un particolare terminale:
- ventilconvettore riscaldamento: t = 45 °C;
- pavimento radiante riscaldamento: t = 35 °C;
- ventilconvettore raffrescamento: t = 15 °C;
- pavimento radiante raffrescamento: t = 10 °C.
Fissato il valore della temperatura lato unità abitativa, la
temperatura della pompa di calore lato sonde dipende dal
T ewt
scelto in fase progettuale e dalla temperatura del terreno
nell’intorno del pozzo (T b.
).
È previsto, perché risulta necessario nel caso di funzionamento
invernale, di programmare la T s_in
in base alle più
o meno rigide condizioni di temperatura esterna. Queste
scelte sono implementate nel codice “Modello geotermico
verticale” nel sottoblocco “T s_in
”. I dati tecnici della pompa
di calore (COP e potenza assorbita in funzione della temperatura
di evaporazione e di condensazione) sono implementate
in Simulink attraverso le Look up Tables (Figura 3)
FIGURA 3 - Blocchi “T s_in
” e “PdC”
FIGURA 2 -
“MoGeVer”
Il codice “Modello geotermico verticale - MoGeVer” nel
suo blocco principale (figura 2), calcola il COP, la potenza
assorbita dalla pompa di calore nelle condizioni operative
e la potenza termica ceduta (o assorbita) all’unità abitativa.
FIGURA 4 - Blocchi “R b
, eq” e “q: potenza specifica
scambiata”
Il valore teorico di potenza specifica scambiata con il terreno
deve tener conto della configurazione della sonda
(Figura 4) e deve essere corretto in funzione delle condizioni
di utilizzo più o meno esclusivo a cui è destinato l’impianto
geotermico e dell’eventuale presenza di installazioni indipendenti
vicine, che peggiorano le prestazioni diminuendo
i rapporti di scambio.
È comodo, allora, l’uso di un valore di una potenza specifica
scambiata equivalente (Figura 5)