Controllo predittivo ottimale di un sistema ibrido caldaia pompa di calore a recupero attivo per un set di edifici residenziali.

Il presente lavoro mira alla gestione ottimale di un sistema ibrido integrato (HHS) sviluppato da Immergas S.p.A, costituito da una caldaia ed una pompa di calore di piccole dimensioni, utilizzata per preriscaldare l’acqua in ingresso alla caldaia, con recupero attivo di calore. Le prestazioni dell’HP sono state migliorate grazie al recupero del calore contenuto nei gas di scarico della caldaia che, miscelati con l’aria esterna in ingresso all’evaporatore dell’HP, determinano un innalzamento di temperatura sull’evaporatore stesso, aumentando quindi il COP e riducendo il problema di defrost. Per migliorare le prestazioni del sistema HHS, viene utilizzata una logica basata sul COP di convenienza economica. Per utilizzarla è necessario avere una previsione del carico termico da erogare all’edificio e della temperatura di mandata associata, così da valutare in anticipo le prestazioni dei due generatori e scegliere la modalità di funzionamento più conveniente. A questo scopo si utilizza un modello autoregressivo che fornisce una stima del carico futuro solo monitorando le richieste termiche delle ore precedenti. Lo studio si concentra sul riscaldamento degli ambienti domestici su un set di edifici di riferimento residenziali in Italia, con tre diverse tipologie edilizie, due profili di utenza, e in tre zone climatiche. Sono stati analizzati due scenari sulla modalità di funzionamento del sistema HHS, quella sincrona che consente l’accensione dell’HP solo simultaneamente alla caldaia e quella asincrona che permette anche l’accensione della sola HP, inoltre sono state valutate due diverse taglie della pompa di calore (1 e 2 kW). Il sistema creato permette un risparmio economico rispetto al caso base di almeno il 7% in tutti gli scenari analizzati, con picchi del 31% in quelli più favorevoli. Questo è stato possibile grazie ad un elevato utilizzo della pompa di calore, che già con la taglia da 1kW riesce a coprire almeno il 20% del carico termico annuo in ciascun scenario, con valori di SCOP molto vicini a quelli della gestione ideale