• gestione
• ottimizzazione
• pompe di calore

Questa tesi è l’analisi e l’ottimizzazione della gestione di due pompe di calore geotermiche operanti in parallelo, proponendosi come sviluppo di studi precedenti. Tale lavoro fa parte del progetto regionale di ricerca SIGS (Sistema integrato geotermico solare di riscaldamento e raffrescamento in logica Smart Grid) avviato tra l’azienda Toscana Energia Green SPA e vari partner tra cui l’Università di Pisa.
Questo studio propone una valutazione sulla possibilità di installare due pompe di calore di potenze e sorgenti diverse per massimizzare il tempo di funzionamento in condizioni vicine a quelle di progetto. Lo studio ha analizzato quale soluzione impiantistica fosse opportunatamente più conveniente per l’accoppiamento delle due pompe di calore e quale sistema di controllo fosse il più idoneo per la loro gestione, tenendo conto del comportamento dell’accumulo termico e dei sistemi ausiliari integrativi già presenti nel sistema. Sono state effettuate delle valutazioni preliminari per dimensionare correttamente la taglia delle due PDC ed è stata poi valutata la logica di funzionamento tenendo conto dell’integrazione con il serbatoio di accumulo e l’utenza, in modo da minimizzare il consumo dei sistemi ausiliari, con un migliore sfruttamento delle pompe di calore. In particolare, è stato progettato un sistema di controllo che basasse la logica di accensione/spegnimento delle PDC in base alla temperatura misurata sul serbatoio di accumulo e quindi in base all’effettiva richiesta di energia termica da parte dell’utenza. Il sistema è stato modellato numericamente in condizioni dinamiche, utilizzando il codice monodimensionale AMESim. I risultati sono stati confrontati sulla base di alcuni parametri, tra i quali il risparmio primario di energia (PES), il consumo dei sistemi ausiliari e il costo operativo (CapEx). È stato fatto un confronto fra due diverse strategie di controllo, variando il numero di soglie di attivazione delle due pompe, e valutando, da un punto di vista economico ed energetico, la modalità di funzionamento più adeguata in funzione della taglia. I risultati ottenuti hanno confermato quanto ipotizzato dalle analisi preliminari sui consumi energetici, circa la taglia ottimale delle PDC e la loro strategia di controllo e di attivazione, e hanno evidenziato come la soluzione migliore sia di utilizzare la PDC più grande per il funzionamento di base mentre la più piccola con funzione di integrazione durante i carichi di picco. Inoltre, grazie alla presenza del serbatoio di accumulo, opportunatamente dimensionato, è possibile, disaccoppiando gli orari di produzione dell’energia da quelli di consumo, soddisfare il fabbisogno energetico anche nei giorni con maggiore richiesta di potenza minimizzando l’intervento dei sistemi ausiliari.