Pompe di calore geotermiche industriali a R290: la gamma PGSE Enercomb da 45 a 150 kW

Quando si progetta una centrale termica destinata a un edificio del terziario o a un'applicazione industriale, la potenza disponibile rappresenta soltanto uno degli aspetti da considerare. Continuità di funzionamento, capacità di seguire carichi variabili, temperature richieste dall'impianto e possibilità di integrare più generatori incidono in modo altrettanto importante sull'efficienza complessiva del sistema.

È partendo da queste esigenze che nasce la Linea industriale ECO R290 PGSE di Enercomb, composta da pompe di calore geotermiche e idrotermiche acqua/acqua sviluppate per applicazioni di grande potenza.

La gamma comprende sette taglie da 45 a 150 kW, nelle condizioni B0/W35, e porta nel settore industriale alcune delle caratteristiche già adottate nella linea domestica ECO: refrigerante naturale R290, compressori inverter, temperature di mandata elevate e possibilità di realizzare centrali modulari con più unità.

Una sorgente stabile per impianti ad alta efficienza

Le pompe di calore acqua/acqua permettono di utilizzare differenti sorgenti energetiche disponibili nell'ambiente o all'interno dei processi produttivi.

Le unità PGSE possono infatti essere abbinate a:

• sonde geotermiche verticali;
• sonde geotermiche orizzontali;
• acqua di falda;
• acqua di lago;
• acque reflue;
• cascami termici provenienti da processi industriali.

Rispetto all'aria esterna, queste sorgenti presentano generalmente condizioni termiche più stabili durante l'anno. Una caratteristica particolarmente interessante quando l'impianto deve operare per molte ore o mantenere prestazioni affidabili anche nei periodi climaticamente più gravosi.

Nel caso di acqua di falda, acqua di lago, reflui o fluidi provenienti da processi produttivi è opportuno prevedere uno scambiatore di calore intermedio. In questo modo il circuito della sorgente viene separato da quello della pompa di calore, contribuendo a proteggere l'evaporatore da impurità, incrostazioni, fenomeni corrosivi o caratteristiche chimico-fisiche del fluido non compatibili con la macchina.

R290 e temperature di mandata fino a 70 °C

Uno degli elementi caratterizzanti della Linea ECO è l'impiego del refrigerante naturale R290, con GWP pari a 3.

Le caratteristiche termodinamiche del propano permettono alle pompe di calore industriali PGSE di raggiungere temperature di mandata fino a 70 °C, anche in presenza di sorgenti a bassa temperatura.

Questo amplia le possibilità di utilizzo sia negli edifici di nuova costruzione sia negli interventi di riqualificazione energetica, dove il nuovo generatore deve spesso dialogare con sistemi di distribuzione già presenti.

Le unità possono essere integrate con differenti terminali e componenti di impianto, tra cui sistemi radianti, ventilconvettori, radiatori, unità di trattamento aria e accumuli dedicati alla produzione di acqua calda sanitaria.

Sette potenze per costruire la centrale in funzione del reale fabbisogno

La gamma industriale ECO R290 PGSE è disponibile nei seguenti modelli trifase:

• PGSE 12/45 T – 45 kW;
• PGSE 15/55 T – 55 kW;
• PGSE 15/65 T – 65 kW;
• PGSE 20/75 T – 75 kW;
• PGSE 12/90 T – 90 kW;
• PGSE 15/130 T – 130 kW;
• PGSE 20/150 T – 150 kW.

Disporre di più livelli di potenza permette di dimensionare il sistema considerando non soltanto il picco di carico previsto dal progetto, ma anche il comportamento reale dell'edificio durante l'anno, le ore di utilizzo e l'eventuale contemporaneità delle diverse richieste energetiche.

Un hotel, ad esempio, può richiedere nello stesso momento energia per climatizzare gli ambienti e produrre acqua calda sanitaria. In un'attività produttiva, invece, i carichi possono cambiare sensibilmente in funzione dei turni di lavoro, dell'occupazione dei reparti e della disponibilità di energia termica recuperabile dai processi.

La possibilità di scegliere tra differenti taglie consente quindi di costruire una centrale più aderente alle effettive condizioni di esercizio, evitando di concentrare necessariamente l'intero fabbisogno su un solo generatore.

Inverter e cascata: la potenza segue la richiesta dell'impianto

All'interno delle unità PGSE lavorano compressori Scroll con tecnologia inverter, che consentono alla macchina di modulare la propria capacità in funzione della richiesta termica.

La pompa di calore non deve quindi funzionare costantemente alla massima potenza: l'erogazione può adattarsi progressivamente ai carichi parziali.

Questo tipo di regolazione contribuisce a limitare frequenti cicli di accensione e spegnimento, mantenere più stabile la temperatura di mandata e ridurre le sollecitazioni a cui sono sottoposti i componenti.

Il circuito comprende inoltre valvola di espansione elettronica e sensori dedicati al controllo dei principali parametri di pressione e temperatura.

Per centrali di dimensioni maggiori, il sistema di regolazione consente di gestire fino a sei pompe di calore in cascata.

In una configurazione di questo tipo le singole unità possono entrare in funzione progressivamente in relazione alla richiesta energetica del momento.

La cascata consente quindi di:

• adattare più precisamente la produzione alle variazioni del carico;
• distribuire le ore di lavoro tra le diverse unità;
• aumentare la flessibilità della centrale;
• programmare interventi di manutenzione su una singola macchina;
• ridurre il rischio che il fermo di un'unità determini l'interruzione completa del servizio.

La modularità diventa così parte integrante della strategia con cui viene progettata la centrale termica.

Un'unica tecnologia per riscaldamento, raffrescamento e ACS

Le configurazioni disponibili permettono di rispondere a esigenze impiantistiche differenti.

Le versioni Standard T sono dedicate al riscaldamento e alla produzione di acqua calda sanitaria, mentre le versioni FT reversibili consentono di effettuare anche raffrescamento attivo, producendo acqua refrigerata fino a 7 °C.

Quando l'impianto richiede temperature più elevate per l'ACS è inoltre disponibile un booster termodinamico opzionale, attraverso il quale è possibile arrivare fino a 75 °C.

Una possibilità particolarmente utile nelle applicazioni caratterizzate da richieste di acqua calda sanitaria importanti o prolungate, come strutture ricettive, centri sportivi e grandi impianti centralizzati.

Il sistema di regolazione può inoltre coordinare circuiti e zone con temperature differenti e gestire programmi specifici, compreso il controllo delle piscine e il ciclo di asciugatura dei massetti.

Le PGSE possono quindi inserirsi all'interno di centrali articolate con accumuli, circuiti miscelati, impianti radianti, ventilconvettori e unità di trattamento aria.

A questo si aggiunge uno specifico isolamento termo-acustico, studiato per contenere dispersioni termiche ed emissioni sonore e agevolare l'inserimento delle macchine anche in prossimità di ambienti di lavoro, spazi commerciali o zone occupate.

Recuperare energia anziché disperderla

L'utilizzo del refrigerante naturale rappresenta solo uno degli aspetti legati alla sostenibilità delle pompe di calore PGSE.

Una pompa di calore geotermica o idrotermica permette infatti di valorizzare energia già presente nel terreno, nell'acqua oppure all'interno di un processo produttivo e di trasferirla a un livello termico utile all'impianto.

Nel settore industriale assume particolare interesse il recupero dei cascami termici.

Flussi di calore che altrimenti verrebbero dispersi possono essere recuperati dalla pompa di calore e utilizzati, ad esempio, per il riscaldamento degli ambienti, la produzione di acqua calda sanitaria oppure il preriscaldamento di fluidi impiegati nei processi produttivi.

La centrale può inoltre essere integrata con un impianto fotovoltaico o alimentata attraverso energia elettrica proveniente da fonti rinnovabili.

Per ottenere prestazioni elevate e mantenerle nel tempo è però essenziale considerare la pompa di calore come parte di un sistema: sorgente energetica, generatore, accumuli, circuiti idraulici e logiche di regolazione devono essere progettati in maniera coordinata.

Dove possono essere utilizzate le pompe di calore industriali PGSE

Grazie all'ampiezza della gamma e alle diverse configurazioni disponibili, le unità PGSE trovano applicazione in numerosi contesti:

• stabilimenti industriali e produttivi;
• hotel e strutture ricettive;
• edifici commerciali e direzionali;
• centri sportivi e piscine;
• edifici pubblici;
• grandi complessi residenziali;
• impianti dedicati al recupero dei cascami termici.

Una piattaforma modulare per le centrali di grande potenza

Con la Linea industriale ECO R290 PGSE, Enercomb estende la tecnologia delle pompe di calore acqua/acqua a R290 alle applicazioni che richiedono potenze fino a 150 kW per singola unità.

Sette taglie disponibili, regolazione inverter, temperature di mandata fino a 70 °C e possibilità di gestire più macchine in cascata permettono di configurare la centrale sulla base delle reali condizioni di funzionamento.

Un approccio che consente di valorizzare sorgenti geotermiche, idrotermiche e calore residuo, trasformandoli in energia utile per riscaldamento, raffrescamento e produzione di acqua calda sanitaria nelle applicazioni industriali e del terziario.