Pompa di calore assistita da energia solare——Parte 2

Confronto

In generale l'utilizzo di questo sistema integrato rappresenta un modo efficace per sfruttare il calore prodotto dai pannelli termici nel periodo invernale, cosa che normalmente non verrebbe sfruttata perché la sua temperatura è troppo bassa.

Sistemi di produzione separati

Rispetto all'utilizzo della sola pompa di calore, è possibile ridurre la quantità di energia elettrica consumata dalla macchina durante l'evoluzione climatica dalla stagione invernale a quella primaverile, per poi utilizzare finalmente solo i pannelli solari termici per produrre tutta la richiesta di calore necessaria (solo in caso di macchina ad espansione indiretta), risparmiando così sui costi variabili.

Rispetto ad un sistema con soli pannelli termici, è possibile fornire una maggior parte del fabbisogno termico invernale utilizzando una fonte energetica non fossile.

Pompe di calore tradizionali

Rispetto alle pompe di calore geotermiche, il vantaggio principale è che non è necessaria l’installazione di un campo di tubazioni nel terreno, il che si traduce in un minor costo di investimento (la perforazione rappresenta circa il 50% del costo di un sistema a pompa di calore geotermica) e in una maggiore flessibilità di installazione della macchina, anche in aree in cui lo spazio a disposizione è limitato. Inoltre non sussistono rischi legati ad un possibile impoverimento termico del suolo.

Analogamente alle pompe di calore ad aria, le prestazioni delle pompe di calore ad energia solare sono influenzate dalle condizioni atmosferiche, sebbene questo effetto sia meno significativo. Le prestazioni della pompa di calore ad energia solare sono generalmente influenzate dalla variazione dell’intensità della radiazione solare piuttosto che dall’oscillazione della temperatura dell’aria. Ciò produce uno SCOP (COP stagionale) maggiore. Inoltre, la temperatura di evaporazione del fluido di lavoro è più elevata rispetto alle pompe di calore ad aria, quindi in generale il coefficiente di prestazione è significativamente più elevato.

Condizioni di bassa temperatura

In generale, una pompa di calore può evaporare a temperature inferiori alla temperatura ambiente. In una pompa di calore solare assistita questo genera una distribuzione della temperatura dei pannelli termici al di sotto di tale temperatura. In questa condizione le dispersioni termiche dei pannelli verso l'ambiente diventano ulteriore energia disponibile alla pompa di calore. In questo caso è possibile che l'efficienza termica dei pannelli solari sia superiore al 100%.

Un altro contributo gratuito in queste condizioni di bassa temperatura è legato alla possibilità di condensazione del vapore acqueo sulla superficie dei pannelli, che fornisce calore aggiuntivo al fluido termovettore (normalmente si tratta di una piccola parte del calore totale raccolto dall'impianto solare). pannelli), pari al calore latente di condensazione.

Pompa di calore con doppia fonte fredda

La semplice configurazione della pompa di calore assistita da energia solare prevede solo pannelli solari come fonte di calore per l'evaporatore. Può esistere anche una configurazione con una fonte di calore aggiuntiva. L'obiettivo è avere ulteriori vantaggi nel risparmio energetico ma, d'altra parte, la gestione e l'ottimizzazione del sistema diventano più complesse.

La configurazione geotermico-solare permette di ridurre le dimensioni del campo tubazioni (e ridurre l'investimento) e di avere una rigenerazione del terreno durante l'estate attraverso il calore raccolto dai pannelli termici.

La struttura aero-solare consente un apporto termico accettabile anche nelle giornate nuvolose, mantenendo la compattezza del sistema e la facilità di installazione.

Sfide

Come nei normali condizionatori, uno dei problemi è mantenere alta la temperatura di evaporazione, soprattutto quando la luce solare ha una potenza ridotta e il flusso d'aria ambientale è basso.

Nota:

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