Pompe di calore

Dimensioni sul fabbisogno termico, non sulla superficie

Le regole empiriche basate sui metri quadri ignorano le due cose che contano di più: livello di isolamento e tenuta all'aria. Un calcolo del fabbisogno termico locale per locale secondo la EN 12831 fornisce il carico termico di progetto in kW alla temperatura esterna di progetto della zona, e quel numero, più una quota per il ripristino dell'acqua calda, è ciò che la pompa di calore deve coprire.

• Usi il punto di progetto, non la potenza nominale. Un'unità dichiarata a 12 kW con 7 °C esterni e 35 °C di mandata può fornire molto meno a meno 10 °C esterni e 50 °C di mandata. Legga le tabelle di resa, non il nome del modello.
• Non aggiunga un margine di sicurezza sopra un altro margine. I calcoli di fabbisogno assumono già il caso peggiore in regime stazionario. Aggiungere il 30 % produce un'unità che passa gran parte della stagione sotto la propria modulazione minima.
• Verifichi la potenza minima modulata. Un'unità a inverter che scende al 30 % della potenza nominale si comporta molto meglio in un autunno mite di una che scende solo al 60 %.
• Conteggi a parte il carico dell'acqua calda. Il ripristino di un bollitore da 190 L o 240 L è un evento breve ad alta richiesta, di solito gestito con la programmazione oraria e non con potenza nominale aggiuntiva.

La temperatura di mandata è la leva principale sull'efficienza

Ogni grado di temperatura di mandata costa efficienza. Come regola pratica, ogni riduzione di 1 °C della mandata migliora il COP di circa il 2-2,5 %, quindi la stessa macchina nella stessa casa può oscillare tra scarsa ed eccellente a seconda di come sono impostati i terminali.

• Il riscaldamento a pavimento lavora con mandate da 30 a 40 °C perché la superficie emittente è enorme. È l'abbinamento naturale e dà la massima efficienza stagionale.
• Radiatori sovradimensionati o sostituiti possono lavorare da 40 a 45 °C. Raddoppiare la superficie dei radiatori nei due o tre locali peggiori costa di solito meno che accettare un impianto a 55 °C per vent'anni.
• I radiatori esistenti dimensionati per una caldaia a gas da 65 a 70 °C funzionano, ma la penalizzazione sul COP è pesante e l'unità potrebbe usare la sua fascia di alta temperatura solo per una manciata di giorni all'anno.
• La compensazione climatica va sempre attivata. Un setpoint di mandata fisso vanifica tutto il beneficio di un compressore modulante.

COP, SCOP e che cosa significano i numeri

Il COP (coefficiente di prestazione) è la potenza termica resa divisa per la potenza elettrica assorbita in un punto di funzionamento dichiarato, per esempio A7/W35, cioè 7 °C di aria esterna e 35 °C di mandata. Lo SCOP è la media stagionale su un profilo climatico definito e a una temperatura di mandata definita, calcolata secondo la EN 14825. Lo SCOP è il dato onesto per confrontare i costi di esercizio perché include il funzionamento a carico parziale, i cicli di sbrinamento e lo standby.

• Confronti sempre dati omogenei. Uno SCOP dichiarato a 35 °C di mandata e uno dichiarato a 55 °C non sono numeri confrontabili.
• Lo sbrinamento conta. Tra circa meno 5 °C e più 5 °C con umidità elevata la batteria esterna si copre di ghiaccio e l'unità inverte periodicamente il ciclo per scioglierlo. Sbrinamenti frequenti abbassano il dato stagionale.
• L'SPF è ciò che ottiene davvero. Il fattore di prestazione stagionale misurato in campo include pompe, regolazioni ed eventuale resistenza di integrazione, quindi si colloca sotto lo SCOP di catalogo.

Monoblocco o split, R32 o R290

In un monoblocco l'intero circuito frigorifero è sigillato dentro l'unità esterna ed entrano nell'edificio solo tubazioni d'acqua, quindi non serve alcun intervento sui gas fluorurati in cantiere ma le tubazioni esterne vanno protette dal gelo. In uno split il compressore sta all'esterno e il condensatore all'interno, collegati da linee frigorifere, il che elimina il rischio di gelo e in genere riduce la rumorosità esterna, ma richiede un tecnico frigorista certificato per la messa in servizio.

• R32 è l'attuale refrigerante di riferimento, con GWP pari a 675, leggermente infiammabile in classe A2L e ben supportato lungo tutta la filiera.
• R290 (propano) ha un GWP pari a 3 e raggiunge in modo efficiente temperature di mandata più alte, ma è infiammabile in classe A3, il che impone distanze di installazione più severe da finestre, porte e pozzetti.
• La quantità di carica e le regole di posizionamento seguono la EN 378 e il regolamento sui gas fluorurati. Verifichi volume minimo del locale e distanze libere prima di fissare la posizione dell'unità esterna.

Punto bivalente e resistenza di integrazione

Il punto bivalente è la temperatura esterna alla quale la sola pompa di calore non riesce più a coprire il fabbisogno termico dell'edificio. Sopra di essa il compressore fa tutto, sotto di essa contribuisce una seconda fonte di calore. In un sistema monoenergetico quella seconda fonte è una resistenza elettrica di integrazione, tipicamente da 3 a 9 kW nell'unità interna. Scegliere un punto bivalente tra meno 7 °C e meno 10 °C permette a un'unità correttamente dimensionata di coprire la grandissima parte del fabbisogno annuo, con la resistenza che ne fornisce solo una piccola percentuale.

• Osservi quanto spesso interviene la resistenza. Una resistenza di integrazione che entra regolarmente a novembre significa che il dimensionamento o la temperatura di mandata sono sbagliati, non che l'unità sia difettosa.
• I cicli antilegionella la richiedono. La maggior parte dei sistemi usa la resistenza a immersione per portare periodicamente il bollitore sopra i 60 °C, cosa normale e di breve durata.
• Verifichi l'allacciamento elettrico. Le unità fino a circa 10 kW sono spesso monofase a 230 V, mentre le unità più grandi e la maggior parte delle resistenze di integrazione richiedono un'alimentazione trifase a 400 V con interruttore e RCD di portata adeguata.

Abbinare una pompa di calore al fotovoltaico

Una pompa di calore è il miglior carico di autoconsumo che un'abitazione possa avere, perché converte ogni kWh di surplus solare in tre o quattro kWh di calore. La strada pratica è un impianto fotovoltaico con un regolatore che riconosce l'immissione: uno smart meter al punto di connessione rileva il surplus e il sistema alza il setpoint dell'acqua calda o solleva leggermente la curva di riscaldamento mentre c'è sole sul tetto.

• Accumuli calore, non solo elettricità. Portare un bollitore DHW da 45 a 55 °C assorbe diversi kWh di surplus a una frazione del costo della capacità di batteria.
• Lo sfasamento stagionale è reale. Il picco di fabbisogno termico è a gennaio, il picco di resa fotovoltaica a giugno, quindi una pompa di calore migliora molto l'autoconsumo in primavera e in autunno e assai meno in pieno inverno.
• Attenzione alla corrente di avviamento. I compressori a inverter hanno un avviamento dolce, ma la resistenza di integrazione è un carico resistivo brutale e va interbloccata perché non entri in conflitto con la logica di controllo del fotovoltaico.

Rumore e posizionamento dell'unità esterna

L'unità esterna è l'unica parte che i vicini notano. Il livello di potenza sonora in dB(A) compare sulla scheda tecnica, ma ciò che conta sul piano normativo è la pressione sonora al confine di proprietà, che cala con la distanza e cresce in presenza di superfici riflettenti. Non collochi l'unità in un angolo tra due pareti, eviti di orientare il ventilatore verso la finestra del vicino, lasci le distanze libere indicate dal costruttore per il flusso d'aria e la monti su piedini antivibranti su una base rigida invece che direttamente sul muro di casa. La modalità notturna silenziosa riduce la velocità del ventilatore e la frequenza del compressore al prezzo di un po' di potenza.

Parametri chiave a confronto

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