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ARCHIVIO POMPE DI CALORE
Pompa di calore a ciclo inverso a compressione di gas, azionata da motore elettrico
Per accedere all'archivio di definizione delle pompe di calore di progetto occorre cliccare sulla voce Pompe di calore contenuto nel menu ad albero in corrispondenza del nodo Archivi impianti della barra
laterale.
Nella barra superiore sono presenti i pulsanti:
- Progetto: elenca gli elementi che sono associati al progetto corrente
- Preferiti : elenca gli elementi salvati dall'utente nel proprio archivio personale
- Standard : elenca gli elementi presenti nell'archivio interno del programma
- Datacloud : consente di accedere ad un'archivio web aggiornato direttamente dai produttori di pompe di calore
- In archivio : permette di trasferire nella sezione di progetto un elemento presente nell'Archivio Preferiti, Standard o Datacloud
- Dati bin : per le pompe di calore con sorgente fredda acqua, antigelo o terra, apre il menu per la compilazione delle temperature dei BIN di pozzo freddo in corrispondenza delle temperature esterne della località di progetto
- Riordina temperature: permette di ripristinare l'ordinamento delle temperature di sorgente fredda e pozzo caldo
Il numero di schede contenuto nella pagina principale è funzione delle proprietà della pompa di calore ossia dal fatto di essere di tipo reversibile ossia produce anche raffrescamento.
Tali proprietà si specificano attivando l'apposito check nella scheda Dati Generali.
Dati generali
Descrizione: descrizione del modello del componente.
Tipo alimentazione: selezionare Pompa di calore o Chiller. Nel caso in cui si selezioni chiller non è possibile inserire dati in riscaldamento e acs, quindi come dice il nome il componente è solo in
raffrescamento.
Tipo pompa di calore: per una macchina azionata elettricamente, selezionare l'opzione "A ciclo inverso a compressione di gas, azionata da motore elettrico".
Sorgente Fredda/Pozzo caldo: tramite tale campo si definisce la natura del pozzo caldo e pozzo freddo della pompa di calore. Prevede le opzioni:
acqua - aria
acqua - acqua
antigelo - acqua
antigelo - aria
aria - acqua
aria - aria
terra - acqua
terra - aria
Con sorgente fredda diversa da aria (antigelo, acqua di falda, terreno), nella parte inferiore della maschera si attiva il wizard per l'inserimento delle temperature della sorgente esterna, per riscaldamento e/o
per raffrescamento.
Acqua Calda Sanitaria: attivare il check se la pompa di calore può essere utilizzata per produrre ACS. In questo caso il programma adotta i medesimi parametri di prestazione indicati per il servizio di
riscaldamento.
Nel solo caso in cui il pozzo caldo della pompa di calore sia rappresentato da Acqua e risulti presente il check in corrispondenza della voce "Acqua calda sanitaria" viene mostrato il campo aggiuntivo:
Pompa di calore solo ACS installata in ambiente interno che ha lo scopo di identificare gli scaldacqua a pompa di calore. Il check deve essere attivato per pompe di calore installate in ambiente interno e
che producano esclusivamente ACS. In questo caso il calore che la pompa sottrae dal pozzo freddo (ambiente interno) viene poi aggiunto come carico termico alla zona stessa per il servizio in riscaldamento.
Raffrescamento: attivare il check se la pompa
di calore può essere utilizzata per il calcolo in raffrescamento.
Il programma abilita la relativa scheda Raffrescamento
per l'inserimento dei dati nominali per il
funzionamento in raffrescamento.
Nel caso in cui la pompa sia del tipo Acqua (Antigelo, Terra) - Aria oppure Acqua (Antigelo, Terra) - Acqua nella barra superiore si attiva il pulsante "Dati bin" che, a sua volta, attiva le maschere dove poter
impostare i dati della temperatura della sorgente fredda (per riscaldamento e ACS) e di pozzo caldo (per raffrescamento) :
La maschera Dati dei bin mensili per le sorgenti è suddivisa quindi in una sezione "Pozzo freddo" (vedi immagine sottostante) dove specificare la temperatura della sorgente per
ogni bin di temperatura esterna di calcolo e in una sezione "Pozzo caldo" dove specificare la temperatura di pozzo caldo per ciascun mese.
L'inserimento della temperatura può avvenire:
- manualmente, inserendo i valori in ogni singolo bin,
- in maniera automatica, per tutti i bin o per i bin di un singolo mese, usando, rispettivamente, i pulsanti <Imposta tutto> e <Imposta mese> dopo avere aver digitato il valore di temperatura univoco nell'apposito campo nell'estremità superiore
sinistra T [°C].
Dato che i bin di temperatura esterna dipendono dalla località di progetto occorre aver selezionato la località prima di accedere all'archivio e procedere con l'impostazione dei dati.
La sezione Pozzo caldo appare solo se la pompa di calore opera in Raffrescamento (ovvero solo se è stato attivato il relativo check).
In tale maschera occorre inserire le temperature medie mensili al condensatore (ossia alla sorgente esterna in quanto occorre tener presente che il ciclo è inverso rispetto al funzionamento in riscaldamento).
All'utente viene data la possibilità di inserire le temperature medie mensili di tutti i mesi dell'anno sebbene questi dati saranno utilizzati solo per il calcolo della prestazione in raffrescamento (mesi estivi).
Prestazioni riscaldamento e ACS
Temperatura limite di funzionamento TOL (°C) : il valore qui inserito è un limite inferiore nel senso che per temperature di sorgente fredda inferiore al valore qui inserito la pompa di calore si spegne
(energia resa = zero).
Funzionamento e temperatura Bivalente (CR>1) : si definisce temperatura bivalente la temperatura alla quale il fattore di carico CR è pari ad 1. Se il comportamento è Alternato (PDC disattiva) il
programma scollega la pompa di calore in tale condizione (energia resa = zero), mentre se il comportamento è Parallelo (PDC attiva sino a TOL) la pompa di calore continua a funzionare e l'energia resa
arriva da calcolo.
Metodo di calcolo del fattore di riduzione del COP a carico parziale : la scelte possibili sono le seguenti:
1) Secondo UNI/TS 11300 (valori calcolati)
In questo caso si suppone di non disporre dei valori ai vari fattori di carico di Cc o Cd dichiarati dal produttore e quindi se ne procede alla determinazione secondo la procedura prevista dalla UNI/TS
11300-4 in funzione del valore Cc o Cd dichiarato dal produttore . In assenza anche di quest'ultimi si assume Cc = 0,9 e Cd = 0,25.
L'inserimento del valore di Cc o Cd dev'essere eseguito all'interno del menu che si attiva cliccando sul pulsante "Wizard" posto sull'estremità destra.
2) Secondo EN 14825
In questo caso si suppone di disporre dei dati relativi al clima di riferimento A (average) richiesti dalla UNI EN 14825 (per pompe di calore aria/aria, aria/acqua, acqua/acqua) in quanto forniti dal produttore .
L'inserimento del valore di potenza e COP dev'essere eseguito all'interno del menu che si attiva cliccando sul pulsante "Wizard" posto sull'estremità destra.
Il metodo secondo UNI EN 14825 (Prospetto 31 - UNI/TS 11300-4) è adottabile solo per pompe di calore a compressione di gas azionate da motore elettrico e per il solo servizio di riscaldamento.
La seguente metodologia è descritta al paragrafo 9.11 della norma UNI/TS 11300-4. I dati richiesti sono: Pdes [kW] = Potenza di progetto alla temperatura esterna di progetto (Tdes) : - 10 °C
(B), + 7 °C (C), + 12 °C (D). Fattore di carico climatico (PLR) alla temperatura bivalente : il valore di riferimento della Tbival è -7°C (punto (A) Potenza DC a pieno carico: occorre fornire la potenza termica utile a pieno carico nelle quattro condizioni di temperatura dell'aria esterna A,B,C,D COP a carico parziale : occorre fornire il valore di COP nelle condizioni di parzializzazione A,B,C,D COP a pieno carico : occorre fornire il valore di COP a pieno carico nelle quattro condizioni di temperatura dell'aria esterna A,B,C,D Temperatura del pozzo caldo: 35 °C o 45 °C (mandata a temperatura costante) |
3) Secondo UNI/TS 11300 (valori noti)
In questo caso si suppone di disporre dei valori ai vari fattori di carico di Cc (pompe di calore aria/acqua, antigelo/acqua, acqua/acqua) o Cd (pompe di calore aria/aria, antigelo/aria, acqua/aria) forniti dal
produttore. L'inserimento del valore di Cc o Cd dev'essere eseguito all'interno del menu che si attiva cliccando sul pulsante "Wizard" posto sull'estremità destra.
Modalità di funzionamento : prevede le opzioni 1) On/Off e 2) Modulante (presenza di motore inverter); con questa seconda opzione si attiva il sottostante campo "Fattore minimo di modulazione"
Fattore minimo di modulazione [0..1] CRmin : per le pompe di calore modulanti, è il valore di fattore di carico minimo al di sotto del quale il programma deve correggere i dati nominali di output e COP
secondo le formule riportate sulla UNI/TS 11300-4.
Metodo di calcolo del COP a carico parziale : la scelte possibili sono le seguenti: 1) Ipotesi A con diversi gradini e 2) Ipotesi B solo gradino a pieno carico. Nel caso 1) occorre inserire la potenza in output
per ogni gradino tenendo conto che Il primo gradino è quello a potenza massima e per i gradini successivi la potenza resa è decrescente in quanto corrispondono ad una condizione di carico parziale. Nel
caso 2) il gradino è unico (potenza massima).
Cc : per le pompe di calore aventi "acqua" come fluido termovettore del pozzo caldo (ovvero per pompe di calore aria/acqua, antigelo/acqua, acqua/acqua, terra - acqua ) e per le quali il fattore di riduzione del
COP a carico parziale non venga determinato secondo UNI EN 14825, corrisponde al coefficiente di correzione della resa della pompa di calore a fattore di carico minore di 1 (per PDC a funzionamento
ON/OFF) o minore di CRmin (per PDC modulanti). In mancanza di dato dichiarato dal produttore, si assume pari a 0,9.
Cd : per le pompe di calore aventi "aria" come fluido termovettore del pozzo caldo (ovvero per pompe di calore aria/aria, antigelo/aria, acqua/aria, terra - aria) e per le quali il fattore di riduzione del COP a
carico parziale non venga determinato secondo UNI EN 14825, corrisponde al coefficiente di correzione della resa della pompa di calore a fattore di carico minore di 1 (per PDC a funzionamento ON/OFF) o
minore di CRmin (per PDC modulanti). In mancanza di dato dichiarato dal produttore, si assume pari a 0,25.
- Dati conosciuti di input: definisce il tipo di dato di cui si dispone: 1) Potenza Output e COP oppure 2) Potenza Output e Potenza Elettrica Assorbita. Nel caso 1) il programma determina la potenza elettrica
assorbita mentre nel caso 2) determina il COP.
- Numero punti sorgente fredda: numero di temperature della sorgente fredda per cui si hanno di dati di resa;
- Numero punti pozzo caldo: numero di temperature del pozzo caldo per cui si hanno di dati di resa
A seconda del numero di punti sorgente fredda/pozzo caldo indicati, nella parte inferiore dell'archivio verrà generata la tabella contenente i dati di prestazione della macchina, avente per ordinate le temperature
di sorgente fredda [°C] e per ascisse le temperature di pozzo caldo [°C]; le temperature di sorgente fredda sono in ordine crescente dall'alto verso il basso, le temperature di pozzo caldo sono in ordine
crescente da sinistra verso destra.
Essa è suddivisa in due ulteriori sezioni : una dedicata all'inserimento dei valori di Potenza termica di output [kW], l'altra all'inserimento dei valori di COP oppure di Potenza elettrica input [kW], a
seconda della scelta operata in corrispondenza del campo "Dati conosciuti di input" .
L'inserimento dei parametri di prestazione può avvenire:
- in modalità integralmente manuale, inserendo innanzitutto il numero di punti sorgente fredda e di pozzo caldo; il software provvederà a creare la griglia di inserimento dati in base al numero di punti indicati dall'utente.
Nella griglia si inseriranno i valori di temperatura e i dati di prestazione desunti da catalogo del produttore.
- in modalità assistita, cliccando sul tasto "Wizard". Si attiva un menu in cui, in funzione della tipologia di sorgente fredda/pozzo caldo, vengono proposte le griglie suggerite dal Prospetto 25 della norma UNI/TS 11300-4.
Il software proporrà in anteprima la griglia di inserimento dati prevista da normativa per la tipologia di sorgente fredda/pozzo caldo prescelta .
L'utente dovrà inserirvi esclusivamente i dati di prestazione desunti da catalogo del produttore od altra fonte .
Cliccando su Ok la griglia verrà automaticamente associata alla pompa di calore oggetto di compilazione.
| Nota bene : per reimpostare una griglia inserita manualmente o tramite procedura assistita, sarà sufficiente immettere il valore "zero" tanto come numero di punti di sorgente fredda che come numero di punti di pozzo caldo |
Qualora in corrispondenza del campo "Metodo di calcolo del COP a carico parziale" sia stata selezionata la voce " Ipotesi A con più gradini", nel lato sinistro della tabella si attiveranno i pulsanti per
l'inserimento dei parametri di prestazione della macchina a differenti gradini di funzionamento.
Cliccando sul pulsante "+" verrà aggiunto un nuovo gradino corrispondente ad una condizione di funzionamento a fattore di carico inferiore al 100 %.
Tramite il pulsante "-" si eliminano i gradini successivi al gradino 1 aggiunti dall'utente.
Ricordiamo che il "Gradino 1" corrisponde sempre al fattore di carico al 100 % e non può essere eliminato.
Raffrescamento
Per quanto riguarda invece i dati per il calcolo in Raffrescamento, i dati da inserire sono di seguito elencati e la maschera è quella riportata nell'immagine qui sotto.
Potenza nominale utile [kW]: Indicare la potenza nominale del chiller;
Coefficiente di prestazione energetica (EER): inserire il valore di EER a carico nominale (fattore di carico pari al 100%)
Potenza Nominale degli ausiliari esterni: Indicare il valore di ausiliari elettrici esterni al chiller. Cliccando sul pulsante in corrispondenza del campo si accede alla maschera che riporta alcuni valori di assorbimento
elettrico di ausiliari esterni (Rif: Prospetto 9 UNI/TS 11300-3)
Coefficienti di prestazione EER principali: inserire il valore di prestazione per fattori di carico pari al 100%, 75% , 50% e 25%. I valori di prestazione al di sotto del 25% del fattore di carico (EER secondari), se non
noti a priori, possono essere determinati sulla base della normativa UNI/TS 11300-3 cliccando sul pulsante "Calcola".
Tipo sezione : questo dato tiene conto dell'eventuale variazione di portata rispetto quella nominale e del rispettivo coefficiente correttivo da adottare. Selezionare una delle tre opzioni a disposizione:
1) Esterna
2) Canalizzata
3) Con setti insonorizzati
Nel caso 1) nessuna correzione viene apportata alla resa mentre nel caso 2) in funzione della % di portata nominale, che occorrerà inserire, si determina il valore di η5 (Rif.: Prospetto D.14-UNI TS 11300-3). Nel caso 3
invece il valore del coefficiente di correzione η5 si pone pari a 0.93 automaticamente quindi alcun altro dato è richiesto all'utente.
Condensatore remoto: nel caso in cui il condensatore è in posizione remota (sistema Split) occorre correggere la capacità di raffreddamento in funzione della lunghezza della tubazione in mandata che collega
le due unità (interna ed esterna). Pertanto all'attivazione del check occorrerà inserire questo valore in un apposito campo che appunto appare solo al momento in cui il check è attivo.
Fattore di sporcamento evaporatore: Il valore di sporcamento di riferimento è 0.04403 [m2 K/kW]. Una sua variazione introduce un valore diverso da 1 del coefficiente correttivo η3 (Rif.: Prospetto D.12-UNI TS 11300-3)
ΔT di riferimento fra acqua in ingresso e uscita al condensatore [°C]: per pompe Aria-Acqua (è il caso dell'esempio riportato in figura) il valore nominale del salto di temperatura dell'acqua è 5°C. Tale valore, se
diverso da 5, determina una correzione del coefficiente correttivo η2 (Rif.: Prospetto D.11-UNI TS 11300-3)
Utilizzo di miscela incongelabile su condensatore: se si attiva il check occorre inserire la percentuale di glicole in funzione della quale si determina il coefficiente di correzione η4 (Rif.: Prospetto D.13-UNI/TS 11300-3).
Valori nominali vanno da 10% a 30%.
L'immagine in alto fa riferimento ad un chiller Aria-Acqua.
Nel caso in cui invece il chiller fosse Aria-Aria la parte in basso della maschera si modifica come mostrato nell'immagine sottostante.
I dati da impostare in questo caso sono:
Velocità Ventilatore: fa riferimento alla velocità del ventilatore dell'unità interna. In funzione della velocità impostata (Alta, Media o Bassa) si determina il coefficiente correttivo η2 (Rif.: Prospetto D.1-UNI TS 11300-3)
-Sistemi Split con compressore a velocità fissa: questa informazione serve a determinare il coeffciente di correzione η3 (Rif.: Prospetto D.2-UNI/TS 11300-3) che è funzione della distanza tra le unità interna ed esterna.
Pertanto attivando questo check si afferma che si tratta di sistema Split e occorre inserire la lunghezza del tubo. I coefficienti correttivi sono calcolati per le lunghezze comprese tra 3 e 50 metri. Per
valori esterni a questo range si utilizzano coefficienti correttivi degli estremi.
- Unità o Sistemi con sezione interna canalizzata: questa informazione serve a determinare il coefficiente correttivo η4 (Rif.: Prospetto D.3-UNI/TS/11300-3) che è funzione della portata dei canali dell'unità interna, o
meglio della percentuale riferita alla portata nominale (data dal costruttore). I valori di percentuale variano dal 80% al 120%; è ammessa l'interpolazione per valori di portata intermedia ma non l'estrapolazione; per cui, per
variazioni esterne a questo range (percentuali inferiori all' 80% e superiori a 120%), vengono utilizzati i valori degli estremi.
- Unità o Sistemi con sezione esterna canalizzata o insonorizzata: questa informazione serve a determinare il coefficiente correttivo η5 (Rif.: Prospetto D.4-UNI/TS 11300-3) che è funzione della portata dei
canali dell'unità esterna, o meglio della percentuale riferita alla portata nominale (data dal costruttore). I valori di percentuale variano dal 80% al 120%. Per variazioni esterne a questo range vengono utilizzati i
valori degli estremi. Nel caso di uso di Setti Insonorizzati il valore di η5 è automaticamente posto pari a 0.93
Per unità Acqua-Aria i dati da fornire sono riportati nell'immagine sottostante.
In questo caso l'unico valore diverso da quelli già visti per il sistema Aria-Aria è la presenza della valvola pressostatica/termostatica. Qualora non sia presente la valvola pressostatica/termostatica (il controllo
non ha il check) e si tratta di unità a portata fissa occorrerà specificare il la Percentuale di portata Acqua ed il Fattore di sporcamento. I valori del fattore correttivo η5 (Rif.: Prospetto D.8-UNI/TS 11300-3) dovuti
a portata diversi dalla nominale variano per valori della percentuale compresi tra 65% e 130%. E' ammessa l'interpolazione per valori di portata intermedia ma non l'estrapolazione; per cui, per
variazioni esterne a questo range (percentuali inferiori all' 65% e superiori a 130%), vengono utilizzati i valori degli estremi.
In caso di mancanza di valvola pressostatica/termostatica dovrà essere indicata l'uso o meno di miscela antigelo sul condensatore; nel caso di utilizzo di miscela antigelo occorre indicare la percentuale di Glicole
Per unità Acqua-Acqua i dati da fornire per la correzione della prestazione sono mostrati nella figura sottostante.
