Direzione Trasferimento Tecnologico

Settori applicativi

Problema da risolvere

Le attività di ricerca sulle pompe di calore (PdC) mirano a contribuire all'individuazione di soluzioni di climatizzazione più efficienti ed ecocompatibili, in grado di accrescere il parco-utenti servibile efficientemente dalla tecnologia delle PdC (es. utenze monofamiliari e plurifamiliari, utenze in zone climatiche fredde, ecc.). In particolare, la ricerca mira alla riduzione dell'energia primaria richiesta per la climatizzazione, che può essere da 2 a 2,5 volte inferiore rispetto ad una caldaia a gas, e alla riduzione di emissioni di CO2, di non meno del 60% rispetto agli apparecchi basati sulle fonti fossili. Inoltre, la ricerca intende incrementare la quota d'uso delle FER nelle tecnologie di climatizzazione che, in caso di raggiungimento di un coefficiente di prestazione medio delle PdC di 3,36 e con un uso di FER nella generazione elettrica del 38%, potrebbe raggiungere un valore dell'82,5% sul totale di energia primaria richiesta.

Descrizione

Le attività di ricerca sulla climatizzazione residenziale con pompe di calore si avvalgono di vari impianti, la cui versatilità consente l'esecuzione di test di caratterizzazione sia di singoli componenti (scambiatori, compressori, ecc.) che delle macchine nel loro complesso. I principali impianti disponibili per l'attività di ricerca sono descritti di seguito: • Impianto CALORIMETRO ENEA: è una infrastruttura costituita da camera climatica e loop idronico che consente l'esecuzione di test prestazionali di pompe di calore reversibili aria-acqua, convenzionali e ad alta temperatura, con capacità termica fino a 50 kW. I test possono essere eseguiti in modalità statica (per la misura dei coefficienti di prestazione, COP) e dinamica (per misura dei coefficienti di prestazione stagionali); l'impianto consente inoltre lo studio di soluzioni di sbrinamento innovative di batterie alettate, la caratterizzazione di macchine con refrigeranti a basso GWP e di accumuli a PCM (phase change material). • Impianto GEOTERMIA: consente test prestazionali statici e dinamici di pompe di calore ad alta temperatura, doppia sorgente aria-terreno; l'impianto è dotato di quattro pozzi geotermici di diversa profondità, utilizzabili separatamente; può essere impiegato per studiare sia l'uso diretto del terreno come sorgente termica, nell'arco delle intere stagioni di riscaldamento e raffrescamento, sia l’uso dei campi geotermici come accumulo termico. • Impianto SOLAIRHP: è impiegato per il test di pompe di calore doppia sorgente sole-aria, e di apparati di produzione e accumulo elettrico da fonte solare. I pannelli termo-fotovoltaici possono operare come evaporatori della pompa di calore: in tal caso, il refrigerante che circola sui pannelli preleva calore e contribuisce a mantenere sotto controllo le temperature dei moduli fotovoltaici con conseguente mantenimento di elevate prestazioni di produzione elettrica.

Gruppo di ricerca coinvolto