KTH pubblica un’analisi della performance relativa alle pompe di Calore a CO₂, in base alle diverse applicazioni

Da www.kth.se:
Questo studio si concentra sulla ricerca delle prestazioni delle pompe di calore a CO₂ in diverse applicazioni in tempo reale, e confronta le prestazioni con refrigeranti sintetici e altri refrigeranti naturali sulla base dei dati forniti dagli edifici. La ricerca sulle prestazioni della pompa di calore a CO₂ è stata eseguita in funzione delle condizioni climatiche svedesi.

Lo studio è composto da quattro diversi case studies, ciascuno incentrato sulle pompa di calore a CO₂, utilizzate per quattro diversi edifici. Il primo studio valuta le prestazioni della pompa di calore CO₂ ad aria installata in un edificio residenziale, e offre vantaggi in termini di costi rispetto al consumo energetico del teleriscaldamento. Il secondo studio indaga le prestazioni della pompa di calore CO2 ad aria per l’applicazione del teleriscaldamento e confronta le stesse con altre pompe di calore che sfruttano altri refrigeranti. I refrigeranti confrontati includono ammoniaca (R-717), propano (R-290), R-134a (1,1,1,2-tetrafluoroetano). Il terzo studio esamina le prestazioni delle pompe di calore CO₂ ad aria in un edificio commerciale, con dati misurati sul campo e ottenuti direttamente dai sensori della pompa di calore attraverso il portale online “itop”. Il quarto studio analizza le prestazioni di una pompa di calore a CO2 in relazione a quelle di una pompa di calore a propano (R-290) per un’applicazione commerciale in piscina.

Lo studio viene eseguito utilizzando un modello di simulazione creato utilizzando Microsoft Excel Sheets e Cool Prop add-in, un database di proprietà termofisiche. Il modello di simulazione utilizza formule studiate per le pompe di calore in modo da analizzare le prestazioni dei relativi sistemi. I dati climatici per Stoccolma sono tratti dal database ASHRAE IWEC 2.

I risultati dello studio mostrano i vantaggi delle pompe di calore a CO₂ quando utilizzate per scopi combinati come il riscaldamento degli ambienti, il raffreddamento degli ambienti e l’acqua calda sanitaria rispetto alle pompe di calore che utilizzano altri refrigeranti per il loro funzionamento, poiché questi refrigeranti quando funzionano ad alta temperatura di condensazione hanno portato a un basso coefficiente di prestazione (COP). Il primo studio sulle pompe di calore a CO₂ per edifici residenziali ha evidenziato un risparmio economico di circa 116.000 kr all’anno anche nelle operazioni ad alta pressione riguardanti il costo annuo del teleriscaldamento, circa il 30% del costo totale del teleriscaldamento con apparecchiature ausiliarie. Lo studio ha anche esaminato il risparmio energetico rispetto all’utilizzo di un eiettore utilizzato nelle pompa di calore, che ha raggiunto un risparmio energetico medio dell’8%. Il secondo studio mostra il predominio delle prestazioni della CO₂ rispetto ad altri refrigeranti per scopi di teleriscaldamento. Il terzo studio indica le prestazioni della pompa di calore a CO₂ nell’applicazione utilizzando dati di misurazione in tempo reale. Il quarto studio illustra un aumento del COP complessivo di circa il 10% dalla pompa di calore CO₂ rispetto a quello del refrigerante propano per l’applicazione in piscina. Questi risultati mostrano che quando la domanda di acqua calda sanitaria è più elevata, la pompa di calore CO₂ funziona meglio di altri refrigeranti, in particolare perché il COP di altri refrigeranti è inferiore alle alte temperature di condensazione.