Dimensionamento pompa di calore, estrarre e capire i numeri

dimensionamento pompa di calore

Quando si parla di dimensionamento pompa di calore…

Scegliere la taglia della pompa di calore, fare il dimensionamento pompa di calore, ti assicuro che è una questione complessa, che non deve fare l’utente finale.

In ogni caso ti do un paio di dritte che magari ti possono aiutare per capire se sei nella direzione giusta o sbagliata.

Innanzitutto, che ti piaccia o no, ci sono macchine performanti e macchine economiche.

Le pompe di calore economiche costano poco, le pompe di calore o termopompe come le chiamo io “professionali” costano di più.

Si, sono tutte pompe di calore, va benissimo.

Io sono abituato al termine termopompe e le etichette europee perché sostanzialmente, per mille ragioni che ti spiego in questo articolo, le macchine europee hanno un qualcosa in più perché sono nate principalmente per fare riscaldamento nei periodi peggiori dell’anno.

Da qui, ragionando in termini pratici, la pompa di calore più scadente non è difficile intuire che sia quella abbinata ai sistemi ibridi.

Perché tanto al di sotto di una certa temperatura parte la caldaia, quindi va benissimo per quella tipologia di impianti e personalmente non ne voglio sapere.

La soluzione ibrida, ovvero la caldaia a condensazione abbinata alla pompa di calore non serve, è una presa per il culo.

Come dimensionare una pompa di calore

Si può fare tutto elettrico tranquillamente, ma bisogna saperlo fare. Quindi partiamo da un concetto di base.

Nella grande maggioranza, ripeto, nella grande maggioranza la taglia commerciale della pompa di calore in Italia è riferita parametro A7/W35.

Cosa vuol dire?

Vuol dire che a +7° esterni, con una mandata della pompa di calore a 35 gradi, la macchina rende quella potenza termica.

Quella potenza termica della pompa di calore diventa la taglia commerciale. Così si usa fare per chi vende, chi commercializza o chi produce pompe di calore.

Altri costruttori danno un parametro simile, con altri numeri, ma la stragrande maggioranza usa quel parametro li. Non faccio nomi e cognomi, non chiedetemi i marchi, non rispondo.

Ma per capire la taglia, a te servono dei numeri.

Il primo dato che devi avere a disposizione è la temperatura minima di progetto, cioè tu che stai ristrutturando che stai costruendo caso da zero devi capire nella tua zona qual’è la temperatura minima di progetto per il carico termico invernale.

Lo trovi facilmente in rete, è un dato scritto in molti siti e non è difficile trovarlo.

Il dato difficile è capire è la taglia corretta, la potenza termica nominale utile che serve a casa tua per essere riscaldata da una pompa di calore.

Quindi, dimensionamento pompa di calore, iniziamo!

Partiamo dai terminali, ovvero da che sistema adotti per il riscaldamento invernale.

Nei progetti, per semplificarti il tutto in base alla tipologia di terminali abbiamo tre temperature di mandata

  • 35 gradi per i sistemi radianti
  • 45 gradi per i sistemi ad aria
  • 55 gradi per i radiatori

Questi sono i numeri che tendenzialmente vanno inseriti in legge 10 nei programmi che poi fanno i calcoli per vedere se quella macchina soddisfa i requisiti della tua casa.

Attenzione però, più alta è la temperatura di mandata più bassa è la resa della macchina!

Ti faccio un esempio banale –didattico- non prendere alla lettera i numeri, è un esempio didattico.

Se hai una macchina che sulla carta ha una taglia commerciale da 10 kW termici vuol dire che a 7 gradi di temperatura esterna con 35 di mandata è in grado di produrre 10 kilowatt termici di potenza.

Ma se tu hai bisogno di quella potenza con un sistema ad aria o termosifoni, con la mandata di 45° o di 55° ovviamente la taglia commerciale cresce.

Se tu hai bisogno di 10 kilowatt a 0° di temperatura esterna o 10 kilowatt a -10° di temperatura esterna commercialmente quella taglia si alza perché più alta è la mandata più va ad abbassarsi la potenza nominale che pompa di calore a può erogare.

Per sceglierla, devi incrociare la potenza utile con la temperatura esterna minima di progetto e ovviamente la temperatura massima di mandata dell’impianto.

Capisci che se hai bisogno di 10 kilowatt a -5° con un sistema radiante ci vuole una taglia, se hai bisogno di 10 kilowatt con 55° di mandata sui termosifoni alla stessa temperatura la taglia è più grande.

Quindi, quando trovate scritto nelle leggi 10 che serve una potenza utile nominale di “tot” kilowatt non fate il paragone tot kilowatt sul progetto – cerco una pompa di calore con quella taglia commerciale.

I ragionamenti sono ben più raffinati.

Ovviamente la taglia della pompa di calore dipende anche dalla differenza prestazionale, mi spiego meglio.

Una macchina economica ovviamente va in crisi più facilmente. Più alta è la temperatura di mandata e più bassa è la temperatura esterna di progetto, più ci vuole una termopompa professionale.

Ovvio che se hai una temperatura esterna rigida -10° o peggio, servono macchine prestanti.

Se vuoi avere delle rese ottimali e se non vuoi avere bollette stratosferiche o peggio ancora non vuoi rimanere al freddo, bisogna saperci fare, bisogna saperle conoscere e riconoscere.

dimensionamento pompa di calore
dimensionamento pompa di calore, questo è il risultato di una simulazione dinamica del fabbisogno termico invernale ed estivo

Se vogliamo c’è un dato ancora da guardare.

Molti produttori, anche europei, sostanzialmente sono propensi alla bivalenza. Cioè al di sotto di una certa temperatura fanno partire delle resistenze ausiliarie.

A me non piace, personalmente non voglio usare macchine con resistenze ausiliarie perché è come dire “Ho una macchina fatta bene ma non ne sono sicuro”.

Posso affermare che assolutamente non serve. Abbiamo ormai quasi 200 centrali termiche monitorate e zero resistenze in bivalenza.

Abbiamo sia pompe di calore su radiatori, pompe di calore abbinate a sistemi ad aria, per non parlare di termopompe con sistemi radianti sia in riscaldamento che in raffrescamento, basta saper conoscere le macchine, progettare bene gli impianti e ovviamente assemblare tutti i componenti alla regola dell’arte.

Però in tutto questo marasma occhio al freddo, perché come sempre detto e come anche i certificatori più importanti in Italia cominciano a trasmettere ai tecnici, bisogna fare attenzione anche al raffrescamento estivo.

In parecchi progetti il carico termico più alto e più difficile da riuscire a soddisfare non è più quello invernale ma diventa quello estivo.

Attenzione: i dati servono entrambi perché noi facciamo sempre le verifiche, il controllo sul riscaldamento va bene ma non dimentichiamo che i sistemi performanti vanno utilizzati anche per il raffrescamento.

E poi non dimentichiamo un particolare importante, la produzione di acqua calda sanitaria.

Il riscaldamento in pompa di calore è realtà, basta un’unica macchina anche per il raffrescamento con pompa di calore e la produzione di ACS.

Bisogna saperlo fare e bisogna avere dimestichezza con gli accumuli e con la termoregolazione.

Se vuoi capirne un po’ di più non è difficile, basta prestare attenzione ad alcuni dettagli.

Sicuramente la resistenza integrativa se c’è non vuol dire che la macchina è scadente, però di base una resistenza su una pompa di calore mi lascia abbastanza perplesso. Non è detto che sia sinonimo di qualità.

Poi, che ti piaccia o no, lasciamo perdere le chiacchiere da web dei laureati su YouTube.

Dimensionare la pompa di calore, le dimensioni contano

Parliamo di fisica e le dimensioni della pompa di calore o della termopompa come dico io contano.

Le dimensioni della pompa di calore sono importanti per due motivi di base, ricordati che la pompa di calore non fa altro che sottrarre l’energia termica dall’aria in inverno o cederla all’aria in estate tramite lo scambiatore e il ventilatore.

Primo, lo scambiatore più grande è, più ha ottime prestazioni e per evitare frequenti sbrinamenti il passo alette deve essere non più quello da decimi di millimetro dei climatizzatori ma di 2 o 3 mm come appunto nelle termopompe europee che nascono per riscaldare le case nei climi più rigidi.

Secondo: Un ventilatore di grandi dimensioni sostanzialmente aiuta a sua volta per due motivi: é vero che in condizioni particolari può muovere più aria, ma soprattutto è vero che nelle condizioni medie (cioè nelle condizioni in cui noi tecnici cerchiamo di far lavorare per più ore possibili la pompa di calore) fa bene al rumore, lo diminuisce.

Non è un concetto assimilabile così a primo acchito, ma se devo muovere la stessa quantità di metri cubi aria in un’ora, un ventilatore piccolo che va il massimo della sua potenza fa molto più rumore di un ventilatore grande che invece gira ad un numero di giri nettamente inferiore.

E’ questione di rumorosità.

Che piaccia o no, è fisica, quindi fatevene una ragione.

Le dimensioni contano, e se qualcuno non è sicuro del dimensionamento pompa di calore, aggiungici che poi le bollette le paghi tu.

dimensionamento pompa di calore, questo è il risultato di una simulazione dinamica del fabbisogno termico invernale ed estivo
dimensionamento pompa di calore, questa è la simulazione di spesa energetica invernale ed estiva

Potenza nominale pompa di calore, e le rese?

E dopo questi numeri, ce ne sono un paio da comprendere su cui bisogna fare attenzione.

Il COP della pompa di calore

Il COP è il coefficiente di resa della macchina in funzionamento invernale, quindi tot kilowatt di consumo elettrici rendono tot kilowatt termici in riscaldamento.

Ovviamente più quel numero è alto più la pompa di calore sta andando bene e meno consumi, verissimo.

Ma il dato più importante per te è lo SCOP ovvero il coefficiente di resa stagionale, perché alla fin fine la bolletta da paghi su tutti i mesi di funzionamento.

Più tu mantieni alto lo SCOP stagionale, minore saranno le tue bollette, quindi il COP conta ma è relativo.

Attenzione c’è anche un altro dato che si chiama EER, è come il COP ma per la fase estiva e siccome oggi nelle abitazioni di nuova costruzione i numeri più alti da soddisfare non sono più quelli del riscaldamento ma sono quelli del raffrescamento, bisogna saperci fare.

Nelle taglie e commerciali delle macchine tipicamente viene dato il parametro A18 / W35 o A15 / W35.

Vuol dire acqua 15 o 18 gradi con la temperatura esterna a 35.

Ora sappiamo che non è difficile per le nostre zone arrivare anche a 40 gradi ma come ti dicevo dobbiamo fare una media stagionale e qui fanno molta differenza, come in inverno.

Un sistema radiante ovviamente ha rese più alte rispetto a un termosifone in inverno. Ma d’estate un sistema radiante abbinato a ventilazione meccanica ha sicuramente rese migliori rispetto a un idrosplit o ad un sistema canalizzato.

Vediamo i numeri tipici.

I sistemi ad aria lavorano con acqua in mandata vicina ai 7 gradi, mentre i sistemi radianti abbinati alla deumidificazione lavoro vicino ai 15 gradi.

Per la precisione a 15° si alimenta la batteria della VMC che serve alla deumidificazione per lavorare nel migliore dei modi, nei tubi annegati a pavimento o incastonati nel radiante a soffitto l’acqua va ad una temperatura scorrevole.

La mandata nel radiante oscilla per mantenere la temperatura con una climatica dedicata in base al punto di rugiada, quello che si utilizza per non formare condense a pavimento.

Ma anche questo lo spiego in nel dettaglio in questo articolo.

E’ importante saper distinguere anche qui.

Come devi essere in grado di identificare la temperatura minima di progetto invernale, devi anche essere in grado di identificare la temperatura massima nel progetto estivo e devi incrociare i dati sulle schede tecniche.

Quando li hai incrociati tutti, puoi scegliere la macchina che riesce a soddisfare il numero più alto dei due.

Esempio didattico, abbastanza inverosimile ma didattico.

Se hai bisogno di 3 kW termici a -5° in inverno ma di 15 kW termici a +35° d’estate, la pompa di calore devi dimensionarla sul carico estivo.

Seppur didattico, questo è il ragionamento.

Sempre per essere più precisi, sulla legge 10 non devi guardare il calcolo statico, ma devi guardare il calcolo dinamico del fabbisogno termico.

A te non serve capire quanta energia occorre per riscaldare casa quanto è fredda o raffrescare la casa quando è calda.

A te serve la potenza utile per mantenere costantemente gradevoli le temperature, spendi meno, hai più confort e così trovi la taglia in modo più coerente con il progetto della tua abitazione.

Per ultimo, ma non ultimo concetto, come aspetto importante valuta anche il fattore di contemporaneità.

Ti ricordo che il lavoro di una pompa di calore non è quello di riscaldare la casa fredda, non è quello di raffrescare la casa calda, ma è quello di mantenere le temperature desiderate.

Anche qui te lo faccio in modo didattico, iper semplificato.

Se non vuoi mai sbagliare, prendi il dato massimo e cerca di soddisfarlo al 90 / 95 %.

Se hai bisogno di 10,5 kW alla temperatura minima di progetto e la tua macchina ne eroga solo 10, se l’impianto è fatto bene e gli accumuli sono dimensionati in modo intelligente, non avrai problemi.

C’è anche da dire che se scegli un prodotto performante, anche se hai un paio di kW in più non succede nulla, non muore nessuno e anche se per assurdo dovessi pagare 10€ in più all’anno di energia, non credo scoppierebbe il finimondo.

Da qui, un paio di consigli pratici.

Per il bene del tuo portafogli, della tua salute futura, del quieto vivere in famiglia, evita il tuttofare.

Se tu vuoi una casa full electric e il progettista tecnico che hai davanti propone l’ibrido, magari perché si arrampica sugli specchi… cambialo.

Inutile insistere e fargli cambiare il progetto.

Molto probabilmente non saprebbe come fare per spremere una macchina come un limone e farti arrivare al tuo obiettivo senza commettere errori.

Devi trovare una persona che riconosce e sa distinguere le differenze tra i prodotti, se trovi una persona capace sarà sicuramente in grado di guidarti e portarti all’obiettivo per mano, se trovi il tuttofare o quello che oggi fa carne e domani fa pesce… Beh, non serve che ti dica che risultato avrai, è abbastanza scontato.

Quello che ti posso suggerire è di affidarti a un professionista e sottolineo il termine professionista.

L’aggettivo professionista non è detto che sia il titolo di studio, cerca una persona che faccia quello tutti i santi giorni, che lo conosca e sicuramente sarà in grado di aiutarti e mi auguro consigliarti nel migliore dei modi.

Devis Barcaro

Devis Barcaro

Aiuto a scegliere, progettare e realizzare impianti domestici per abitazioni energeticamente indipendenti, che sfruttano al 100% l'energia del sole.

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Devis Barcaro

Dal 2015 sono specializzato nella realizzazione di ville no gas, quelle 100% elettriche che sfruttano al massimo l’energia del sole.

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