Analisi di una pompa di calore ad alta temperatura in condizioni operative di off-design

Le pompe di calore ad alta temperatura (HTHP) hanno un grande potenziale per migliorare i processi industriali con domanda termica attraverso il recupero e la rivalorizzazione del calore di scarto industriale. Gli HTHP a compressione di vapore sono molto sensibili alla configurazione del ciclo, al refrigerante, ai componenti e alle temperature di esercizio. Questo studio mette a confronto due configurazioni di ciclo avanzato e cinque refrigeranti a basso potenziale di riscaldamento globale (GWP) da una prospettiva globale energetica e ambientale per illustrare una selezione ottimale per diverse applicazioni HTHP. In primo luogo sono state studiate le performance della pompa di calore ad alta temperatura con e senza rigeneratore interno (IHX) in funzione dei seguenti liquidi : Butano, Pentano, R245-fa, R1233zd(E), R1234ze(Z), R1336mzz(Z). In riferimento ad ogni fluido testato è stato individuato l'opportuno aumento di taglia dei vari componenti quali compressore , condensatore, evaporatore e rigeneratore interno affinché la taglia della HTHP fosse nuovamente quella di design (20kW di potenza ceduta dal dissipatore di calore). In secondo luogo sono state mappate le prestazioni off-design delle due configurazioni, variando le temperature e le portate della sorgente e del pozzo. I range di quest'ultime sono stati ampliati in prospettiva delle sperimentazioni future delle HTHP. I risultati ottenuti indicano che il fluidi più performanti sono l' R1233zd(E) e l' R1234ze(Z) e che l'integrazione con il rigeneratore interno quando il lift tra le temperature operative è superiore ai 30K