Analisi sperimentale di una Pompa di Calore Geotermica - Caso studio integrazione con impianti di produzione di energia rinnovabile per riscaldamento e raffrescamento di ambienti = Experimental analysis of a Geothermal Heat Pump - Case study: integration with renewable energy production plants for heating and cooling in buildings

Questa tesi ha come obiettivo di studio l'analisi a livello energetico ed exergetico delle prestazioni di una pompa di calore geotermica (abbreviata in seguito PdCG) sia durante il periodo di riscaldamento invernale che durante il periodo di raffrescamento estivo. Il primo capitolo tratta principalmente i componenti della PdCG, soprattutto circa i circuiti necessari al fine di soddisfare le necessità dell'utenza e dei fluidi termovettori necessari mostrando le caratteristiche che hanno portato alla scelta degli stessi. Il secondo capitolo tratta le prestazioni della PdCG in esame, partendo dai dati ottenuti dalle sonde di temperatura e da tesi di altri studenti. Con l'utilizzo di un modello di calcolo opportunamente dettagliato, si ottengono le prestazioni giornaliere medie della PdCG nei giorni nei quali sono disponibili i dati precedentemente citati, sia per il periodo invernale che per quello estivo. Dopo l'ottenimento dei risultati giornalieri, sono state dimostrate cause ed effetti riguardanti componenti, temperature o fluidi termovettori. Il terzo capitolo tratta le varianti a livello impiantistico che possono essere utilizzate per l'installazione di una PdCG al fine di comprendere se le prestazioni con diversi componenti possa essere un miglioramento rispetto ai componenti installati nella PdCG in esame. Per ottenere queste informazioni sono state effettuate ricerche online da articoli o conference paper disponibili in letteratura che sono stati discussi all'interno del capitolo stesso. Il quarto capitolo tratta le prestazioni della PdCG in esame successive all'installazione di un impianto solare termico accoppiato alla stessa PdCG, con l'obiettivo di dimostrare se l'accoppiamento di questi impianti porta ad un miglioramento delle performance della PdCG, soprattutto dal punto di vista dei carichi termici destinati all'utenza, specialmente durante la stagione di riscaldamento invernale. Poiché tale accoppiamento è stato eseguito prima della stagione invernale, è stato possibile analizzare le performance dei due impianti accoppiati soltanto in un periodo di raffrescamento estivo. Per comprendere i miglioramenti ottenibili durante la stagione estiva, si è reso necessario l'utilizzo di un metodo statistico per stimare questo miglioramento di performance. I dati di partenza sono stati i dati di riscaldamento invernale utilizzati nel secondo capitolo, i dati meteoidrografici rilevati da una stazione di misura ed i risultati delle performance del periodo di raffrescamento precedentemente citato e presenti in questo capitolo. Infine, sono stati dimostrati i miglioramenti delle performance della PdCG accoppiata all'impianto solare termico e sono stati discussi temi riguardanti l'utilizzo della tecnologia pompa di calore in ambito residenziale, anche in relazione ai risultati ottenuti dalla prestazione invernale dell'impianto PdCG in esame accoppiato con l'impianto solare termico.