Principi di funzionamento

Il sistema utilizza contemporaneamente le fonti di calore disponibili. L’utilizzo contemporaneo può essere di continuo o parziale.

Funzionamento contemporaneo continuo

Nel caso di funzionamento continuo, la situazione tipica è quella per cui lo scambio sul lato sorgente avviene attraverso l’utilizzo contemporaneo di più fonti sulle quali la capacità totale della PdC è suddivisa. Non esiste di fatto nessuna limitazione alla quota parte di ciascuna fonte, anche se è ovvio che una fonte che concorre per solo un 5% non ha senso . La configurazione standard prevede l’utilizzo contemporaneo di due fonti, di cui una ad aria e una ad acqua ( idrotermica o geotermica ). Il sistema è adattativo, in quanto si autoregola anche se le due fonti non sono equivalenti. È anche adattivo , in quanto il controllo si auto regola continuamente sulla base delle grandezze registrate nel tempo.

La curva di rendimento dell’unità, in questo caso rappresentata da una situazione bilanciata, 50% acqua e 50% aria, evidenzia il guadagno rispetto ad una situazione completamente ad aria.

Funzionamento contemporaneo parziale

Ricorriamo per chiarezza ad un sistema costituito da uno scambiatore ad aria e da uno scambiatore geotermico o idrotermico . L’unità è una macchina che normalmente funziona ad aria , seguendo la climatica rappresentata dalla linea verde del diagramma. All’abbassarsi della temperatura esterna la resa diminuisce , fino ad un punto in cui la capacità fornita non è più sufficiente a soddisfare il fabbisogno (punto di bivalenza). Il sistema di controllo che equipaggia le Pompe di Calore COMPOUND a questo punto interviene facendo entrare in gioco in maniera proporzionale lo scambiatore ad acqua. È proprio per lavorare in maniera proporzionale che è necessario utilizzare un sistema modulante sul lato ad acqua. Con l’utilizzo dell’acqua la curva del rendimento risale e la prestazione è sempre garantita.

La possibilità di avere due diverse tipologie sul lato sorgente, consente di utilizzare lo scambio più conveniente in ogni periodo dell’anno, tenendo anche presente che la capacità totale viene di fatto utilizzata solamente nel periodo più freddo. Per questo è possibile utilizzare solo lo scambio ad aria durante le stagioni intermedie e lo scambio sull’acqua congiuntamente a quello ad aria nelle stagioni fredde. Questa situazione è particolarmente conveniente nei sistemi che utilizzano come fonti di calore l’acqua freatica, poiché costa meno far girare i ventilatori delle scambiatore ad aria che le pompe del circuito idrotermico.

Dimensionamento

• La tipicità di funzionamento rende questo sistema estremamente flessibile. In effetti entro certi limiti è possibile che una delle due fonti sia del tutto non operativa ma il sistema rimanga in funzione, aumentando il livello di servizio e abbassando i costi di esercizio. Per questo è a volte consigliabile sovradimensionare leggermente lo scambiatore meno costoso , tipicamente quello ad aria , in modo da elevare la ridondanza del sistema nel suo complesso ed aumentare il livello di servizio generale.
• È importante sottolineare che questo sistema consente di utilizzare una Pompa di Calore più piccola rispetto a quella necessaria nel caso di un dimensionamento completamente ad aria . Infatti buona parte della capacità di una Pompa di Calore di questo tipo viene utilizzata durante il periodo in cui la temperatura dell’aria esterna è più severa. Ciò significa non solo un’unità più grande ( e quindi più costosa ) ma anche uno scambiatore ad aria più grande, con tutti i disagi dovuti al posizionamento e alla maggiore massa di aria trattata. Per avere un ordine di grandezza, si consideri che una Pompa di Calore da 100 kW può facilmente diventare da 180 kW solo perché è necessaria tanta potenza per pochi giorni all’anno. Attraverso il sistema COMPOUND DROP tutto questo è superato, l’unità rimane da 100 kW e il periodo difficile viene affrontato usufruendo dello scambiatore ad acqua.
• Lo scambiatore ad aria solitamente ha capacità pari a quella della Pompa di Calore
• Lo scambiatore ad acqua può essere di capacità minore, purché la capacità espressa come sommatoria sia adeguata. Normalmente è adeguato un valore vicino al 50% e comunque non al di sotto del 40%.

Campi di applicazione

• Situazioni miste
• Difficoltà nella realizzazione di campi geotermici pari alla capacità della Pompa di Calore
• Elevati costi per la realizzazione del campo geotermico completo
• Elevati costi di esercizio del lato sorgente geotermico e/o idrotermico
• La soluzione è particolarmente indicata per i climi rigidi
• Situazioni in cui si preferisce utilizzare Pompe di Calore correttamente dimensionate su un valore medio stagionale, contenendo dimensioni e costi