ETD

• ACCUMULI TERMICI

Il presente lavoro di tesi indaga l'integrazione e l'ottimizzazione di un innovativo sistema di climatizzazione per edifici a energia quasi zero (nZEB), basato sulla sinergia tra una configurazione a doppia pompa di calore e un sistema di accumulo termico latente (TES) a Materiali a Cambiamento di Fase (PCM). L'obiettivo principale della ricerca è massimizzare l'autoconsumo fotovoltaico invernale mediante strategie di load shifting, disaccoppiando la produzione termica dal fabbisogno notturno per superare i limiti di efficienza e ingombro spaziale tipici dei sistemi tradizionali.
Dal punto di vista metodologico, lo studio analizza un caso applicativo reale simulandone le dinamiche termodinamiche. Per risolvere le problematiche legate alla bassa conduttività termica degli idrati salini, viene adottata una soluzione tecnica a macro-incapsulamento sferico. L'analisi parametrica individua in una temperatura di ricarica di 45 °C il trade-off ingegneristico ottimale: tale set-point garantisce un'elevata efficienza della pompa di calore e una drastica riduzione volumetrica dell'accumulo, che si attesta a circa 3,2 m³, pari a un risparmio di spazio superiore al 60% rispetto a un equivalente serbatoio ad accumulo sensibile (acqua).
I risultati dimostrano inoltre che l'assorbimento elettrico concentrato nelle fasce diurne ad alta insolazione minimizza i costi operativi (ridotti a 53,5 €/settimana rispetto ai quasi 196 € della variante a gas) e azzera virtualmente la dipendenza notturna dalla rete.
Infine, la ricerca delinea le prospettive di evoluzione del sistema attraverso l'implementazione di un'architettura Model Predictive Control (MPC). L'impiego dell'Intelligenza Artificiale, unito alla creazione di un "Gemello Digitale" dell'edificio, consente una gestione predittiva dei carichi, abilitando l'interazione con le tariffe dinamiche e il supporto parziale per la produzione di Acqua Calda Sanitaria tramite "scarica opportunistica". Il sistema proposto si configura così come una tecnologia abilitante fondamentale per la completa decarbonizzazione del settore residenziale e la transizione dell'utente verso il ruolo di prosumer proattivo.