Il rapporto tratta di due efficienti sistemi integrati per la climatizzazione, sviluppati da RSE con il nome SINCLER (Sistema Integrato di Climatizzazione Efficiente e Rinnovabile) e SINCLER+, concepiti per soddisfare le esigenze di climatizzazione e di acqua calda sanitaria di edifici civili prevalentemente tramite l’utilizzo di una pompa di calore reversibile ad aria con serbatoio di accumulo, di pannelli solari ibridi e di un valido sistema di distribuzione e di controllo.

Nel sistema SINCLER l’energia termica prodotta dai pannelli ibridi viene impiegata per produrre acqua calda sanitaria, e l’energia elettrica generata dagli stessi pannelli viene utilizzata per alimentare la pompa di calore e i diversi carichi dell’edificio. Nei periodi con radiazione solare ridotta l’acqua calda sanitaria prodotta dai pannelli, e accumulata in un apposito serbatoio, viene integrata dall’acqua scaldata dalla pompa di calore e immagazzinata in un secondo serbatoio. L’utilizzo di due distinti serbatoi di accumulo produce vantaggi energetici poiché rende possibile mantenere più bassa la temperatura nel serbatoio collegato con i pannelli ibridi e migliorare così la produzione termica ed elettrica dei pannelli. Il sistema SINCLER è stato sperimentato presso il laboratorio RSE di Terni, che utilizza spazi messi a disposizione da Sviluppumbria nell’ambito di un accordo di collaborazione con RSE. Il monitoraggio ha evidenziato che i pannelli ibridi hanno avuto, rispetto a pannelli fotovoltaici con medesime celle, una maggiore produzione elettrica e in aggiunta un apprezzabile rendimento termico. La pompa di calore ha presentato buone prestazioni estive e invernali. L’impianto con distribuzione del calore a pavimento radiante ha permesso di incrementare il COP medio invernale del 10% rispetto a una precedente sperimentazione con terminali a fan-coil. Il sistema di rinnovo dell’aria con recupero termodinamico attivo è stato oggetto di monitoraggio nella stagione invernale, dove ha dato prova di un buon rendimento energetico con un COP medio nel periodo ottobre-dicembre superiore a 3.

Il prodotto SINCLER+ è un innovativo sistema integrato di climatizzazione basato su una pompa di calore dual-source, con due scambiatori lato sorgente (aria e acqua), assistita da pannelli solari ibridi. La componente innovativa del sistema è la realizzazione di una configurazione di impianto originale ottimizzata per il clima italiano (fino ad oggi, infatti, da letteratura risulta che la maggior parte degli studi riguardano macchine elio-assistite per climi rigidi). In particolare la pompa di calore utilizza normalmente lo scambiatore ad aria esterna, ma ha anche la possibilità di usare uno scambiatore ad acqua allacciato a un serbatoio di accumulo collegato con pannelli ibridi. L’apparecchio è provvisto di logiche di controllo in grado di gestire i due scambiatori al fine di ottenere le massime prestazioni della pompa di calore e al contempo incrementare il rendimento elettrico e termico dei pannelli ibridi durante l’intero arco dell’anno. Nel sistema SINCLER+ è stata utilizzata una pompa di calore ad aria trasformata in una macchina “dual source” tramite modifiche al suo circuito gas e all’inserimento di uno scambiatore a piastre gas/acqua. Tale sistema è stato installato in un edificio-laboratorio nelle sede RSE di Milano realizzato con lo scopo di simulare un’abitazione monofamiliare. I lavori di realizzazione ed installazione del sistema sono terminati a dicembre 2016. I primi test in campo, con le rigide temperature di inizio 2017, hanno avuto risultati assai interessanti, anche superiori alle aspettative. Il sistema in prova ha permesso di incrementare le prestazioni della pompa di calore, nelle prime ore del mattino, eliminando i cicli di sbrinamento e con prestazioni (COP) ben superiori al normale funzionamento ad aria. Il sistema sviluppato è risultato assai interessante anche nell’ottica di evitare o ridurre i cicli di sbrinamento tipici delle macchine aerotermiche.