IMPIANTI TERMICI E FRIGORIFERI CON POMPE DI

CALORE GEOTERMICHE

EVOLUZIONE DEL SISTEMA EDIFICIO IMPIANTO

• Involucro edilizio sempre più performance

• Esigenze di comfort più marcate

• Ruolo della regolazione sempre più importante

• Centrali termiche sempre più integrate

POMPE DI CALORE GEOTERMICHE: TANTI VANTAGGI IN UN UNICA SOLUZIONE

• Energia geotermica: gratuita, facilmente disponibile, livello termico elevato

• Elevata affidabilità delle macchine geotermiche

• Bassi costi di esercizio

• Costi di manutenzione trascurabili

• Lunga vita utile

• Possibilità di installazione interna

POMPE DI CALORE IDRONICHE

COMPRESSOREORGANO DI ESPANSIONE

EVAPORATORE

CONDENSATORE

Q1=Q0+L

L

Q0

AMBIENTE DA CLIMATIZZARE

FLUIDO INTERMEDIO

POMPA DI CALORE

• Pompe di calore elettriche a compressione

• Riscaldamento

• Raffreddamento e deumidificazione

• Produzione ACS

EFFICIENZA DEL SISTEMA-IMPIANTO:

COMPRESSOREORGANO DI ESPANSIONE

EVAPORATORE

CONDENSATORE

Q1=Q0+L

L

Q0

AMBIENTE DA CLIMATIZZARE

FLUIDO INTERMEDIO

POMPA DI CALORE

• Performance della Pompa di Calore

• Tipo di terminali e temperature di lavoro

• Tipo di sorgente e temperature di lavoro

RUOLO CENTRALE DELLA PROGETTAZIONE

COMPRESSOREORGANO DI ESPANSIONE

EVAPORATORE

CONDENSATORE

Q1=Q0+L

L

Q0

AMBIENTE DA CLIMATIZZARE

FLUIDO INTERMEDIO

POMPA DI CALORE

Temperature di lavoro impianto

Temperature disponibili alla sorgente

Privilegiare impianti a bassa temperatura

Dimensionare correttamente il geoscambiatore

COMPRESSOREORGANO DI ESPANSIONE

EVAPORATORE

CONDENSATORE

Q1=Q0+L

L

Q0

POMPA DI CALORE

PERFORMANCE DELLA POMPA DI CALORE:

COP = PT

PA

EER = PF

PA

Riscaldamento

Raffreddamento

MINORE E’ L’ASSORBIMENTO ELETTRICO MIGLIORI SONO LE PERFORMANCE

IL COMPRESSORE: IL CUORE DELLA POMPA DI CALORE

COMPRESSOREORGANO DI ESPANSIONE

EVAPORATORE

CONDENSATORE

Q1=Q0+L

L

Q0

POMPA DI CALORE

QUALI CARATTERISTICHE DEVE AVERE?

POMPE DI CALORE ACTEA SI ROSSATO GROUP

• Geotermia/Idrotermia

• Riscaldamento

• Raffreddamento

• Produzione di acqua calda sanitaria

20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%100%

Per il 60% del tempo il carico è inferiore al 30%

Per il 90% del tempo il carico è inferiore al 60%

CAPACITA’ DI ADATTAMENTO AI CARICHI PARZIALI

Il carico di picco, per il quale è dimensionata la pompa di calore, ha una bassa frequenza di accadimento. I carichi parziali ricorrono per la maggior parte del tempo.

on-o

Compressori a giri variabili azionati da inverter

Compressori ON-OFF

CAPACITA’ DI ADATTAMENTO AI CARICHI PARZIALI

COMPRESSORI DI NUOVA GENERAZIONE: TWIN ROTARY BLDC INVERTER

• Motore brushless in corrente continua

• Due camere di compressione sullo stesso albero

• Consumi energetici ridotti del 30%*

• Vibrazioni ridotte del 75% *

• Prestazioni elevate anche a basso numero di giri

*Rispetto a compressori di rotativi di taglia equivalente

VANTAGGI DEI COMPRESSORI A GIRI VARIABILI

• Dimensionamento del campo sonde sul solo fabbisogno dell’edificio

• Semplificazione del dimensionamento del campo sonde

• Risparmio nell’investimento iniziale rispetto ad una pompa di calore con compressore ON-OFF

• Migliore gestione delle criticità dovute ad un errato dimensionamento del campo sonde

IMPORTANZA DELLA REGOLAZIONE

• Valvola di espansione elettronica

• Compensazione della temperatura di mandata in funzione della temperatura esterna

• Impostazioni e visualizzazione delle temperature di lavoro

• Segnalazione e visualizzazione allarmi

1

2

34

5

6

7

Circuito sorgente Circuito impianto

Circuito ACS

1: Compressore2: Valvola inversione ciclo3: Ricevitore liquido4: Scambiatore piastre lato impianto5: Valvola espansione elettronica6: Scambiatore piastre lato sorgente7: Desurriscaldatore

ACS

SORGENTE

IMPIANTO

RECUPERO PARZIALE DEL CALORE DI CONDENSAZIONE

REC. PARZ.

V.ESPANSIONE

CONDENSATORE

EVAPORATORE

COMPRESSORE

• Recupero parziale del calore di condensazione

• Aumento della temperatura di mandata in riscaldamento

• Produzione di ACS in raffreddamento

ACCESSORI IMPORTANTI

ACCUMULO INERZIALE

• Evita il pendolamento della p.d.c.

• Aumenta le prestazioni stagionali

• E’ già integrato nelle p.d.c. geotermiche di taglia più piccola

ACCESSORI IMPORTANTI

KIT DI RESISTENZE DI INTEGRAZIONE

pdc

Temperatura di bivalenza

• Dimensionamento ad una potenza inferiore al carico di picco dell’edificio

• Risparmio sulla pompa di calore evitando il salto di taglia

• Riduzione dell’investimento per il geo-scambiatore

ACCESSORI IMPORTANTI

CRITERI DI DIMENSIONAMENTO PER LA POMPA DI CALORE

• Potenza termica/frigorifera di picco

• Temperature di lavoro dei terminali idronici

• Eventuale produzione di ACS

• Temperatura di riferimento per la sorgente 0°C (con circuito glicolato)

DATI IN INGRESSO

-

TEMPERATURE DI MANDATA PER DIVERSE TIPOLOGIE DI IMPIANTO

Caldo: 30-40°C

Freddo: 15-18°C

Caldo: 40-50°C

Freddo: 7 °CCaldo: 55°CFreddo: /

ACTEA

ModelliModelliModelliModelliModelliModelliModelliModelliModelliModelliModelliModelliModelliModelli

ACTEA 0505 0707 0909 1414 1818 2323ACTEA

W35 W50 W35 W50 W35 W50 W35 W50 W35 W50 W35 W50

kWt (B0) 5,57 5,32 7,45 7,12 9,56 9,18 12,7 12,3 19,7 18,7 24,5 23,2

kWe (B0) 1,17 1,57 1,62 2,51 2,09 3,06 2,69 4 4,13 5,91 5,26 7,33

COP 4,51 n.a. 4,51 n.a. 4,56 n.a. 4,67 n.a. 4,78 n.a. 4,81 n.a.

EER (W23/ B35) 5,23 n.a. 5,08 n.a. 5,26 n.a. 5,19 n.a. 5,02 n.a. 5,08 n.a.

Prestazioni con applicazione sonde geotermiche sec. UNI EN 14511-2004

kWt = potenza termica fornita (kW)

kWe= potenza elettrica assorbita dai compressori (kW)

B0 = Temperatura in entrata allo scambiatore sorgente a 0°C

W35 = Temperatura in uscita allo scambiatore utilizzo a 35°C

% Peso glicole etilenico = 30 %

LETTURA DELLE PRESTAZIONI E SCELTA DELLA POMPA DI CALORE

La potenza erogata dalla pompa di calore deve coprire il fabbisogno di picco dell’immobile, al netto di eventuali potenze integrative

• Temperatura del fluido in ingresso dalla sorgente

• Temperature di lavoro dell’impianto

COEFFICIENTI DI PRESTAZIONE: GEOTERMIA VS AEROTERMIA

Geotermia/Acqua Terreno 0°C / Acqua Mandata 35°C COP = 4,6

Geotermia/Acqua Terreno 0°C / Acqua Mandata 45°C COP = 3,6

Geotermia/Acqua Terreno 0°C / Acqua Mandata 55°C COP = 3,0

Aria/Acqua Aria 2°C / Acqua Mandata 35°C COP = 3,6

Aria/Acqua Aria 2°C / Acqua Mandata 45°C COP = 2,9

Aria/Acqua Aria 2°C / Acqua Mandata 55°C COP = 2,4

ESEMPIO DI IMPIANTO

• Vercelli villetta su due livelli 120 m2

• Fabbisogno energetico riscaldamento 9600 kWh

• Produzione ACS AIR COMBO PRO 300

• Fabbisogno di picco 7 kW

• Impianto radiante Tm = 35°C

• Temperatura di progetto sorgente Ts = 0 °C

ESEMPIO DI IMPIANTO

Descrizione Simbolo ValoreEfficienza della pompa di calore SCOP 4,3Efficienza di sistema con circolatore SCOP 4,0

Rendimento caldaia a metano 𝜂 0,9

Costo energia elettrica €/kWh 0,18

Costo metano ( P.C.I. 9,5 kWh/Sm3, Tariffa 1 €/Sm3 ) €/kWh 0,11Descrizione Simbolo ValoreCosto riscaldamento pompa di calore € 450

Costo riscaldamento caldaia € 1170

ESEMPIO DI IMPIANTO

Descrizione Simbolo ValoreDomanda di energia elettrica per solo riscaldamento Kwh 2500 Domanda di energia elettrica per ACS Stand Alone (con AIR COMBO PRO 3300 kWh con COP=3) Kwh 1100

Domanda di energia elettrica per usi obbligati Kwh 2400

Considerata l’ubicazione in Italia settentrionale sarebbe sufficiente una potenza installata di circa 6 kWp.

ESEMPIO DI IMPIANTO

ESEMPIO DI APPLICAZIONE

• Condominio di 12 appartamenti in classe A

• Latina- Tmin 2°C

• Fabbisogno di picco 35 kW

• integrazione solare termica e fotovoltaica

• Minieolico

ESEMPIO DI APPLICAZIONE

• Terreno in condizioni indisturbate a 17°C

• Indagine GRT

• Campo di 7 sonde da 80 m

ESEMPIO DI APPLICAZIONE

CENTRALE TERMICA-DIDATTICA STABILIMENTO ROSSATO GROUP

• Controsoffitto radiante ECOWALL DRY riscaldamento e raffrescamento

• Rinnovo aria e deumidificazione con ECODRY CNREC/ALTAIR

• Pompa di calore geotermica ACTEA SI 26T

• Integrazione solare termica: 22 mq installati

• Integrazione solare fotovoltaica: 11 kWp installati

IMPIANTI STABILIMENTO ROSSATO GROUP

GRAZIE www.rossatogroup.com