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Setup of a laboratory to analyse heat pump performance

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Progettare un laboratorio che valuta le prestazioni delle pompe di calore

Le pompe di calore offrono riscaldamento, raffrescamento e acqua calda per uso domestico più ecologici, e alcune di esse sono adatte anche per l’utilizzo industriale. LAB2SHAPE ha concepito un laboratorio che ne testa in modo preciso le prestazioni, consentendo ai consumatori di adottare scelte informate.

Cambiamento climatico e Ambiente

Le pompe di calore trasferiscono il calore da temperature basse ad altre più elevate. Mentre in inverno possono aggiungere energia, solitamente elettricità, per convertire l’aria fredda esterna in riscaldamento per interni, in estate catturano il calore interno, rilasciandolo all’aperto. L’efficienza di queste apparecchiature è evidente: un’unità di energia consente la generazione di quattro unità di riscaldamento o raffreddamento, mentre le altre unità provengono da sorgenti ambientali, come il terreno. L’energia motrice può provenire da fonti rinnovabili, come il fotovoltaico, riducendo le emissioni di CO2. Le pompe di calore possono inoltre essere integrate nelle reti elettriche; stoccando energia, esse possono fornire loro flessibilità. «Ciononostante, è tuttora necessario convincere i consumatori del loro valore», afferma Mustafa Araz, ricercatore del progetto LAB2SHAPE. Sussiste una convinzione errata in merito al fatto che non sarebbero in grado di funzionare in climi freddi, smentita dalla loro prevalente diffusione in Scandinavia. Questi macchinari vengono inoltre spesso ritenuti costosi, nonostante le sovvenzioni in molti paesi europei. Aspetto forse ancora più significativo, vi è una mancanza di installatori competenti. «È inevitabile che le pompe di calore sostituiranno tutte le caldaie a gas entro qualche decennio. Per incentivare la domanda, tuttavia, bisogna quantificarne le prestazioni e spiegarle in modo più efficace», sottolinea Araz. Ospitato dall’impresa Peutz Netherlands, LAB2SHAPE ha progettato un laboratorio per valutare le prestazioni delle pompe di calore, fornendo ai clienti servizi di test, certificazione e consulenza di terze parti.

La progettazione del laboratorio

È stato sviluppato un modello informatico per i test in laboratorio sulla base di set di dati pubblicamente disponibili sulle pompe di calore applicabili a diverse tipologie, capacità, efficienze e modalità di sbrinamento. Il laboratorio era limitato a pompe di calore residenziali alimentate ad elettricità con una capacità massima di riscaldamento/raffrescamento termico pari a 20 kW. Attualmente, le prestazioni annuali vengono determinate mediante test in conformità con i regolamenti dell’UE, con l’etichettatura energetica e di progettazione ecocompatibile e con le normative europee (EN 14511, EN 14825 ed EN 16147), per poi essere calcolate combinando i risultati di alcuni punti di test (da quattro a sei) in tre condizioni climatiche differenti. «La capacità è inoltre fissata dal produttore in modo predeterminato, per cui quando viene testata non è in funzione sulla base di un termostato, come nella vita reale», aggiunge Araz. «Da ciò derivano dubbi sulle effettive efficienze.» La progettazione del laboratorio di LAB2SHAPE è stata sviluppata per testare le prestazioni di climatizzatori e pompe di calore aria-aria, pompe di calore aria-acqua, pompe di calore salamoia-salamoia, pompe di calore salamoia-aria e pompe di calore ad acqua calda per uso domestico. In linea con gli standard dell’UE, i test hanno previsto inoltre etichette di controllo qualità quali EHPA e KEYMARK. «Per quanto ne sappiamo, non esiste alcun centro di test nei Paesi Bassi e in Europa sono molto pochi quelli per le pompe di calore aria-aria e ai climatizzatori, mentre la quantità di centri che offrono test commerciali è limitata a tutti i livelli. Considerando la crescita del mercato, è probabile che la domanda registri un’impennata», spiega Araz.

Contribuire a fissare gli standard

Nell’UE gli edifici sono responsabili di circa il 40 % del consumo energetico e del 36 % delle emissioni di CO2, mentre i sistemi di riscaldamento domestico attualmente esistenti sono principalmente alimentati da combustibili fossili. Ciononostante, alla luce di iniziative dell’UE quali la direttiva sulla prestazione energetica nell’edilizia, la direttiva sull’efficienza energetica e il Green Deal, le pompe di calore risultano essenziali per la transizione verde. Più recentemente la Commissione europea ha affermato la propria volontà di orientarsi verso l’indipendenza energetica, anche raddoppiando le installazioni di pompe di calore nei prossimi cinque anni. Il team del progetto sta attualmente analizzando potenziali partenariati per farsi commissionare il proprio laboratorio di valutazione e certificazione. «Il nostro laboratorio potrebbe inoltre combinare dati sulle prestazioni con simulazioni dinamiche allo scopo di valutare specifiche pompe di calore per una vasta gamma di edifici, climi e persino altri sistemi energetici, come il fotovoltaico», conclude Araz.

Parole chiave

LAB2SHAPE, pompa di calore, combustibile fossile, energia, residenziale, edifici, riscaldamento, raffrescamento, laboratorio

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