Batteria PCM e pompa di calore: la nuova frontiera dell’energia integrata

Il settore energetico sta attraversando una profonda trasformazione: cresce l'esigenza di soluzioni che coniughino efficienza e riduzione dei costi operativi. In questo contesto, la collaborazione tra I-TES e TLC Enterprise ha dato vita a un progetto innovativo che integra pompe di calore multi sorgente e batterie termiche a cambiamento di fase (PCM), pensato per applicazioni ad alta efficienza con logiche di controllo avanzate.

In questo articolo ripercorriamo le fasi di sviluppo del progetto e spieghiamo perché l'unione tra accumulo termico e pompa di calore rappresenta un passaggio cruciale per la transizione energetica.

Il valore dell'innovazione: la collaborazione I-TES e TLC Enterprise

Questa partnership ha permesso di sviluppare un sistema che supera l'approccio convenzionale, andando oltre la semplice unione di componenti standard. L'obiettivo condiviso con TLC Enterprise era quello di realizzare un impianto in cui la sinergia tra una pompa di calore e un accumulo PCM fosse ottimale. I risultati:

• Sistemi energetici custom e integrati
• Ottimizzazione delle prestazioni complessive
• Riduzione dei costi operativi per l'utente finale

Il progetto: oltre il semplice accoppiamento

Il cuore dell'innovazione risiede nel superare la semplice combinazione tra una pompa di calore standard e una batteria termica PCM. Fin dalla fase di design, abbiamo lavorato assieme a TLC Enterprise per:

• individuare le condizioni di lavoro ottimali tra pompa di calore e batteria termica
• fare in modo che il circuito della pompa di calore realizzato da TLC Enterprise fosse coerente con i principali parametri della batteria termica
• definire le logiche di controllo per rispondere al meglio alle esigenze di comfort previste
• creare una soluzione in cui la batteria non fosse un "accessorio", ma un elemento chiave del sistema

Innovazione progettuale e sistemi di controllo

Per garantire efficienza e affidabilità nel lungo periodo, sono stati adottati sistemi di regolazione e controllo avanzati.

Monitoraggio continuo e regolazione automatica

La pompa di calore sviluppata per questo progetto utilizza sistemi di controllo avanzati che:

• monitorano continuamente le prestazioni di ogni componente del circuito frigorifero
• regolano automaticamente le valvole per garantire condizioni operative ottimali

Un elemento distintivo è l'integrazione diretta dei parametri di performance della batteria termica PCM nel progetto della pompa di calore:

• la logica di gestione energetica assegna priorità alla carica della batteria, in modo da avere calore disponibile durante i momenti di punta
• il materiale PCM scelto ha una temperatura di transizione di 48°C, ideale per garantire comfort nell'erogazione di acqua calda sanitaria senza ricorrere a refrigeranti ad alta temperatura come l'R290

Schema del sistema integrato

Lo schema seguente rappresenta il funzionamento del sistema con pompa di calore multi sorgente e batteria termica PCM, evidenziando il flusso di energia e le logiche di carica/scarica:

Vantaggi competitivi della soluzione

L'integrazione di accumulo termico e pompa di calore multi sorgente offre vantaggi concreti:

1. Scelta delle sorgenti
Il sistema seleziona automaticamente la sorgente (aria, terreno o batteria termica) più efficiente in tempo reale per massimizzare il COP.

2. Recupero del calore estivo
Durante la stagione di raffrescamento, il calore estratto dagli ambienti viene immagazzinato nella batteria PCM e riutilizzato per produrre acqua calda sanitaria, riducendo il carico sul compressore della pompa di calore.

3. Scelta strategica del PCM
Il materiale a cambiamento di fase è ottimizzato per garantire comfort termico e prestazioni elevate senza richiedere refrigeranti ad alta temperatura.

4. Affidabilità del sistema
Il sistema è progettato per funzionare in modo stabile ed efficiente nel lungo periodo.

Valore per il mercato e posizionamento strategico

Questa soluzione dimostra la nostra capacità di collaborare con progettisti e designers di componenti custom per creare sistemi integrati e su misura. Non ci limitiamo infatti a fornire batterie termiche PCM come componenti separati, ma partecipiamo attivamente alla progettazione dei sistemi integrati insieme ai produttori, progettisti e designer di componenti custom, contribuendo all'ottimizzazione complessiva.

Se vuoi approfondire come la batteria termica può migliorare l'efficienza delle pompe di calore, leggi: Pompa di calore e comfort termico

L'esperienza acquisita ci consente di proporci come partner strategico per futuri sviluppi e soluzioni energetiche completamente integrate, un punto di riferimento per studi tecnici, ESCo e aziende che lavorano alla realizzazione di sistemi integrati ed efficienti.

Vuoi sapere come applicare queste tecnologie al tuo progetto? Contattaci e avvia il tuo percorso verso un'efficienza energetica intelligente.