Figura 2 – Set-point della zona occupata |
Figura 3 – Allargamento della banda morta
di aria esterna. Quando il sensore rileva nuovamente la presenza, l’ area ritorna alla normale modalità occupata. Durante la stagione calda, quando la maggior parte delle pompe di calore è impegnata nel raffreddamento, l’ energia termica sottratta dall’ aria viene trasferita al circuito idraulico. Questo provoca un aumento della temperatura dell’ acqua all’ interno del circuito, rendendo necessaria la dispersione dell’ energia accumulata. Per realizzare questo, si utilizza un dissipatore di calore, come una torre di raffreddamento a circuito chiuso o un secondo refrigeratore di fluido, che mantiene la temperatura di uscita dell’ acqua attorno ai 32 ° C( figura 4). Nel periodo invernale, quando le pompe di calore operano principalmente per il riscaldamento, l’ energia termica viene prelevata dal circuito dell’ acqua e trasferita all’ aria. Questo processo porta a una riduzione della temperatura dell’ acqua nel circuito, rendendo necessaria la sua riattivazione termica. Per questo scopo si usa un dispositivo come una caldaia per acqua calda, che mantiene la temperatura di uscita dell’ acqua intorno ai 16 ° C( figura 5). Durante le stagioni temperate, come la primavera e l’ autunno, le pompe di calore installate nei settori soleggiati dell’ edificio possono operare in modalità raffreddamento, trasferendo il calore al circuito idraulico. Contemporaneamente, le pompe di calore situate nelle aree ombreggiate possono funzionare in modalità riscaldamento, assorbendo calore dallo stesso circuito. Il calore prodotto dalle unità in raffreddamento eleva la temperatura del circuito, mentre quello assorbito dalle unità in riscaldamento
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la abbassa. Finché la temperatura dell’ acqua si mantiene tra i 16 ° C e i 32 ° C, la caldaia o la torre di raffreddamento non devono entrare in funzione( come illustrato in figura 6). In questo modo, un sistema di pompe di calore acqua-acqua offre una soluzione efficiente per il recupero del calore. Nelle stagioni dal clima mite, come primavera e autunno, le pompe di calore, posizionate sia sul lato dell’ edificio esposto al sole sia al suo interno, possono operare in modalità raffreddamento. In questa modalità, trasferiscono il calore assorbito direttamente al sistema idraulico dell’ edificio. Allo stesso tempo, le pompe di calore situate nella parte dell’ edificio in ombra possono funzionare in modalità riscaldamento, assorbendo il calore dal sistema idraulico per aumentare la temperatura degli spazi interni. Il calore scambiato dalle unità in raffreddamento al circuito incrementa la temperatura complessiva dell’ acqua, mentre quello assorbito dalle unità in riscaldamento la riduce. Questi processi avvengono senza necessità dell’ intervento della caldaia o della torre di raffreddamento, purché la temperatura dell’ acqua nel sistema rimanga tra i 16 ° C e i 32 ° C, come illustrato nel diagramma della figura 6. In questo modo, un sistema di pompe di calore acqua-acqua si rivela una soluzione altamente efficiente per il recupero e la gestione del calore negli edifici. |
VANTAGGI DELLE POMPE DI CALORE ARIA-ACQUA
I sistemi di pompe di calore ad acqua consentono di regolare la temperatura in diverse aree che necessitano di modalità di
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raffreddamento o riscaldamento specifiche. Questo è possibile grazie a una pompa di calore ad acqua e a un sensore di temperatura per ogni area, che funzionano autonomamente. Ad esempio, nel tardo pomeriggio, quando il sole illumina il lato ovest dell’ edificio, le pompe di calore ad acqua in queste zone possono attivarsi per raffreddare. Al contrario, le pompe che operano nelle zone sul lato est possono modificare la loro attività, spegnendo i compressori per evitare eccessivi raffreddamenti o fornendo calore se necessario. Diverse caratteristiche fanno sì che un sistema a pompa di calore ad acqua si distingua come una scelta energeticamente efficiente. In primo luogo, durante determinati periodi dell’ anno, un sistema del genere è in grado di recuperare calore. Il calore disperso dalle pompe di calore, che operano in aree in cui è necessario il raffrescamento, può essere reimpiegato per riscaldare zone che richiedono calore. Ciò porta a considerevoli risparmi energetici, riducendo l’ utilizzo sia della torre di raffreddamento sia della caldaia. In secondo luogo, l’ impiego di una pompa di calore per le esigenze di riscaldamento mostra una maggiore efficienza rispetto ai sistemi di riscaldamento elettrico a resistenza o a combustione a gas. Quando opera in modalità riscaldamento, il coefficiente di prestazione( COP) per una pompa di calore ad acqua oscilla tra 3,0 e 6,0, influenzato dal modello specifico e dalle condizioni di funzionamento. Questo valore si contrappone significativamente al COP di 1,0 tipico del riscaldamento elettrico a resistenza. Infine, le pompe di calore geotermiche trovano facile |
applicazione nei sistemi geotermici, che sfruttano il suolo come serbatoio termico per ridurre o addirittura eliminare la necessità di utilizzare la torre di raffreddamento o la caldaia. In terzo luogo, durante il funzionamento in modalità raffreddamento, il ciclo frigorifero di una pompa di calore ad acqua viene raffreddato tramite acqua. Questa modalità di condensazione è generalmente più efficiente rispetto a quella ad aria. Uno dei principali svantaggi delle pompe di calore aria-acqua è la loro installazione, che spesso avviene all’ interno o in prossimità delle aree abitative. Questo porta ad un’ occupazione di spazio sia sul pavimento che sul soffitto dell’ edificio. Inoltre, essendo dotate di un compressore e di una ventola, risulta complicato ottenere livelli di rumore accettabili, un aspetto che va considerato attentamente nella progettazione del sistema.
MANUTENZIONE Nel contesto della gestione della manutenzione, è cruciale tenere presente che le pompe di calore ad acqua sono generalmente posizionate all’ interno dell’ edificio. La manutenzione di queste apparecchiature deve avvenire negli spazi abitati, nel controsoffitto o in un locale tecnico vicino a tali aree. Questo potrebbe causare qualche disagio agli occupanti oppure portare a una manutenzione inadeguata delle attrezzature. Per un’ efficace manutenzione, è fondamentale che le pompe di calore siano situate in punti facilmente accessibili. È da considerare che questo sistema specifico impiega apparecchiature distribuite in grado di fornire sia raffreddamento sia riscaldamento. Tuttavia, l’ inclusione di aria esterna per assicurare un’ adeguata ventilazione può comportare sfide significative, tra cui capacità di deumidificazione o riscaldamento che potrebbero risultare insufficienti in determinate situazioni. Sebbene esistano vari metodi per gestire efficacemente le esigenze di ventilazione, di norma, la maggior parte dei sistemi che utilizzano pompe di calore aria-acqua impiega un sistema dedicato appositamente progettato per trattare l’ aria esterna. Quest’ ultimo condiziona separatamente l’ intera quantità di aria esterna necessaria per la ventilazione e la distribuisce in modo efficiente e uniforme nelle diverse aree dell’ edificio.
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