Pompe Di Calore 3

8/18/2019 Pompe Di Calore 3

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Le prestazioni delle pompe di calore: aspetti nor mativi e legislativi

Luca Alberto Piterà – Segretario Tecnico AICARR

CENTRALI FRIGORIFERE

NUOVE TECNOLOGIE E RISPARMIO ENERGETICO

Università degli Studi di Bergamo, 10 ottobre 2013

Le prestazioni delle pompe di calore: aspetti norm ativi e legislativi


Metodi di prova, valutazione a carico

parziale e calcolo del rendimentostagionale alla luce della recente

normativaIng. Luca Alberto Piterà

Segretario Tecnico AiCARR



Relazione tra normativa e legislazione

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DIRETTIVA EUROPEA2010/31/EU OF THE

EUROPEAN PARLIAMENT AND

OF THE COUNCILof 19 May 2010 “on theenergy performance of

buildings” (recast)



Schema Norme UNI e CEN

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Energia Primaria

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energiaprimaria

Energia finale(confini dell’edificio)fabbisogno di

energia

direzione del calcolo (dalla richiesta alla fonte)

direzione dell’energia (dalla fonte alla richiesta)

emissionedistribuzione accumulo generazione



Prestazione energetica globale dell’edificio(UNI EN 15603:2008 “Prestazione energetica degli edifici – Consumo energetico

globale e definizione dei metodi di valutazione energetica”)

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La valutazione della prestazione energetica globale annuale degli edifici devecomprendere i seguenti usi finali :

Riscaldamento e umidificazione;Raffrescamento e deumidificazione;Ventilazione e umidificazione;Acqua calda sanitaria;Illuminazione (opzionale per gli edifici);Altri servizi (opzionale).

L’energia fornita al sistema edificio-impianto può provenire da fonti diverse. Imetodi di calcolo per aggregare il contributo di più fonti devono essere basati su:

Energia Primaria;Emissioni di CO 2;Parametri definiti a livello nazionale.


Luca Alberto Piterà – Segretario Tecnico AICARR6

Tipologia di valutazione energetica(UNI EN 15603-2008 “Prestazione energetica degli edifici – Consumo

energetico globale e definizione dei metodi di valutazione energetica”)



nelle UNI/TS 11300 si considerano solo levalutazioni di calcolo (A1 – A2 – A3)

Tipologia di valutazione energetica

A1

A2

A3


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Fabbisogno di energia termica

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altro sottosistemadi generazione

a.c.s. zona 1 zona …

erogazionedistribuzione

emissioneregolazione

distribuzione


distribuzione

zona n


distribuzione

accumulo punto di connessione tra i fabbisogni delle zone edi immissione dell’energia termica utile

proveniente dai sottosistemi di generazione

solare combustibili fossili altro ( pompa di calore ,biomasse, ecc.)

Fabbisogno netto di energia termica

Fabbisogno lordo di energia termica



Pompe di calore

- del fabbisogno mensile dei vettori energetici dei sottosistemi di generazionecon pompe di calore per riscaldamento e/o produzione di acqua caldasanitaria;

- della quota di fabbisogno di energia utile della distribuzione a carico disistemi di integrazione da calcolarsi con le pertinenti parti della UNI/TS.

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La UNI/TS definisce i dati d'ingresso e le modalità di calcolo per la

determinazione:

La specifica tecnica si applica a pompe di calore a compressione di vaporeazionate da motore elettrico e a pompe di calore ad assorbimento .



Classificazione degli impianti

La UNI TS 11300-4 classifica gli impianti che utilizzano PdC in funzione deiseguenti criteri:

tipo di servizio e di fluido termovettore lato utenza;tipo di fonte energetica sfruttata (tipo di sorgente fredda);tipologia del sistema di generazione;tecnologia e vettori energetici impiegati.

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Tipo di servizioe di fluido termovettore lato utenza

Si considerano i seguenti tipi di servizio:

Non viene trattato il raffrescamento.

Rispetto al fluido termovettore impiegato nel circuito di distribuzioneall’utenza, gli impianti a pompa di calore possono essere:

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riscaldamento;acqua calda sanitaria;

combinato riscaldamento/acqua calda sanitaria.

ad aria;ad acqua;

a condensazione diretta (il fluido termovettore è lo stesso fluidorefrigerante).


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Esempio: variazione della temperatura delpozzo caldo

Per interpolazione si calcolano DC e COP in condizioni di pieno carico, DC ’ eCOP’, per una temperatura del pozzo caldo (di mandata) di 38, 40 e 42 °C:

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f -7 2 7 12

c 38 °C COP ’ 3,4 4,2 4,9 5,9DC ’ [kW] 8,5 9,9 11,8 13,5

f -7 2 7 12

c 40 °C COP ’ 3,3 4,05 4,75 5,65DC ’ [kW] 8,3 9,75 11,6 13,4

f -7 2 7 12

c 42 °C COP ’ 3,2 3,87 4,49 5,31DC ’ [kW] 8,1 9,57 11,5 13,3

DC ’ = potenza termica utile a pieno carico, cui corrisponde COP’



Prestazioni a fattore di carico CR ridottoCR < 1

La condizione a carico ridotto si ha quando CR risulta minore di 1, ossiaquando il carico applicato è minore della potenza massima che la pompa dicalore può fornire. In questo caso il COP e il GUE variano e per determinare leprestazioni della pompa di calore deve essere usato un fattore correttivo , ilcui valore può essere stabilito:

in base ad una elaborazione di dati forniti dal costruttore;in base a modelli di calcolo di default quando tali dati non siano forniti.

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Prestazioni a fattore di carico CR ridotto

Calcolo di CR a carico ridotto (CR < 1) a partire dai dati forniti dal costruttore

Per il calcolo sono richiesti (UNI EN 14825, condizioni climatiche A ”Average”) iseguenti dati:

temperatura di progetto: - 10 °CPLR per le temperature di riferimento -7 (A), 2 (B), +7(C), +12 (D)temperatura bivalente considerata (rif. -7) e potenza a pieno carico alla

temperatura bivalenteDC e COP alle 4 temperature (A), (B), (C), (D).

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Prestazioni a fattore di carico CR ridotto

Il fattore di correzione del COP determinato in funzione del fattore di carico

CR con il metodo qui descritto è indipendente dalla temperatura diannullamento del carico, qui assunta pari a 16 °C, in quanto dipende solo dalfattore di carico CR e quindi può essere applicato in tutte le condizioni difunzionamento nel calcolo secondo UNI/TS 11300.

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Procedura di calcolo


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Valutazioni di calcolofabbisogno di energia termica utile nell’intervallo di calcolo

si definiscono i Gradi/Ora, GH bin,mese , in riferimento alla durata totale diattivazione dell’impianto, scartando i bin a temperatura maggiore di q H,off .

si calcola l’energia richiesta per il riscaldamento all’uscita della pompa dicalore per ciascun bin:

si calcola la potenza richiesta per il riscaldamento all’uscita della pompa dicalore per ciascun bin:

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binoff ,HON ,mese ,binmese ,bin t GH

GH

GHQQ

mese ,bin

mese ,binout ,hp ,Hbin ,out ,hp ,H

Nel caso in cui la sorgente fredda sia aria, va applicato il bin method . Laprocedura è la seguente:

t

Q

H ,mese ,bin

bin ,out ,hp ,Hbin ,out ,hp ,H



Valutazioni di calcolofattore di carico

Il fattore di carico è dato dal rapporto tra la potenza termica richiesta per ilriscaldamento nel bin e la potenza massima della pompa di calore per letemperature dell’intervallo di calcolo:

Hmax, ,bin

bin ,out ,hp ,Hth ,hp ,HFC



Pompe di calore: esempioSi supponga di trovarsi a Milano con le seguenti ipotesi progettuali

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bival -5 °Cq H,off 16 °CP prog,h 8,69 kWQH,hp,out 15962 kWhP ro ,h 8,69Q ,hp,out 15962



Pompe di calore

Calcoli:Andamento di tipo lineare tra le temperature di 16 e -5 °Cinterpolazione

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bin -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 da 3 … a 14 15 16bin, giorno 0 1,5 19 34,5 46 58 81 135 …… 139,5 149

GH bin, mese 0 30 361 621 782 928 1215 1890 …… 139,5 0 19688

Pedificio 8,69 8,28 7,86 7,45 7,04 6,62 6,21 5,79 …… 0,41 0DC' 8,69 8,95 9,22 9,48 9,74 10,00 10,26 10,52 …… 13,93 14,19CR 1,00 0,92 0,85 0,79 0,72 0,66 0,60 0,55 …… 0,03 0,00COP' 3,50 3,63 3,76 3,89 4,01 4,14 4,27 4,39 …… 6,05 6,18Fp 1,00 0,98 0,96 0,95 0,93 0,92 0,90 0,89 …… 0,76 0,75COP 3,50 3,56 3,62 3,68 3,73 3,79 3,85 3,90 …… 4,58 4,63

QH,hp,out,bin 0,00 24,32 292,69 503,49 634,02 752,39 985,08 1532,35 …… 113,10 0,00 15962

H,hpout,bin 0,00 16,22 15,40 14,59 13,78 12,97 12,16 11,35 …… 0,81 0,00

QH,hp,el,bin 0 6,83 80,85 136,91 169,78 198,50 256,14 392,82 …… 24,68 0,00 3943

SPF 4,05


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GRAZIE PER L’ATTENZIONE

Ing. Luca A. Piterà - Segretario Tecnico AiCARR [email protected] – www.aicarr.org

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