Design and development of a laboratory for testing vapor compression machines

This thesis presents the design and development of a new laboratory for testing Vapor Compression Machines (VCM) at Panasonic’s Barlassina facility. The project aims to enhance testing capabilities by providing a controlled environment for evaluating the performance of air-to-water (A2W) and water-to-water (W2W) heat pumps and chillers, including close control (CC) units. The new facility is designed to comply with UNI EN 14511 standards, ensuring reliable and repeatable test conditions for thermodynamic efficiency and seasonal performance analysis. The laboratory consists of two main testing rooms: one dedicated to chillers and heat pumps, and another specifically designed for close control air conditioning systems. The A2W/W2W testing room integrates a controlled thermal environment, enabling precise assessments of energy efficiency and heat exchange performance. The CC testing room features an air handling unit (AHU) to simulate real-world operational conditions, maintaining stable temperature and humidity levels. The laboratory’s design also includes water-to-glycol and air-to-glycol heat exchangers, a hydraulic distribution system, an air handling system and a spatial organization to support various test scenarios. The project follows an energy-conscious approach, optimizing space utilization and component layout to maximize efficiency. By implementing a flexible and modular design, this facility will improve Panasonic and Tecnair’s R&D and certification processes, leading to more accurate performance evaluations and faster product development cycles.

Questa tesi presenta la progettazione e lo sviluppo di un nuovo laboratorio per il collaudo delle macchine a compressione di vapore (VCM) presso lo stabilimento Panasonic di Barlassina. L’obiettivo del progetto è migliorare le capacità di test, fornendo un ambiente controllato per la valutazione delle prestazioni di pompe di calore e chiller ad aria-acqua (A2W) e acqua-acqua (W2W), includendo anche unità close control (CC). Il nuovo impianto è progettato in conformità con la normativa UNI EN 14511, garantendo condizioni di test affidabili e ripetibili per l’analisi dell’efficienza termodinamica e della resa stagionale. Il laboratorio è composto da due principali sale prova: una dedicata ai chiller e alle pompe di calore e un'altra progettata specificamente per le unità close control. La sala test per A2W/W2W integra un ambiente termico controllato, permettendo valutazioni accurate dell’efficienza energetica e dello scambio termico. La sala test per CC include un’unità di trattamento dell’aria (UTA) per simulare le condizioni operative reali, fornendo condizioni stabili di temperatura e umidità. Il design del laboratorio prevede inoltre scambiatori di calore acqua-glicole e acqua aria, un sistema di distribuzione idraulica, un sistema di trattamento aria e una ottimizzazione degli spazi per supportare diversi scenari di test. Il progetto segue un approccio orientato all’efficienza energetica, ottimizzando l’utilizzo dello spazio e la disposizione dei componenti per massimizzare le prestazioni. Grazie a un design flessibile e modulare, questa struttura migliorerà i processi di R&D e certificazione di Panasonic e Tecnair, consentendo valutazioni più precise delle prestazioni e tempi di sviluppo prodotto più rapidi.