pompe di calore
Le pompe di calore spostano il calore a bassa temperatura dall'aria esterna verso un sistema idronico di riscaldamento e acqua calda sanitaria, fornendo un'energia termica circa da tre a quattro volte superiore rispetto all'elettricità consumata. Scegli in base alla potenza termica corrispondente alla perdita di calore calcolata dell'edificio, alla temperatura di mandata di progetto e alla gestione dell'acqua calda sanitaria: Split Arctic utilizza un modulo idraulico interno con serbatoio polmone, mentre Split Arctic con serbatoio ACS integrato alloggia il bollitore all'interno dell'unità interna. Le unità aria-acqua di Kaisai, da 6 a 16 kW, si abbinano naturalmente al fotovoltaico. Guida
Le pompe di calore sono una soluzione moderna ed ecologica per il riscaldamento e la preparazione dell'acqua calda. Utilizzano energia rinnovabile dall'ambiente circostante (aria, terra o acqua) che convertono in calore per la tua casa o azienda. Il vantaggio non sono solo i risparmi sui costi energetici, ma anche la riduzione della tua impronta di carbonio.
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Pompe di calore aria-acqua: potenza, temperatura di mandata e layout dell'impianto
Una pompa di calore aria-acqua gestisce un ciclo di refrigerante tra un'unità esterna, che evapora il refrigerante utilizzando l'aria ambiente, e un condensatore che trasferisce il calore all'acqua di riscaldamento. Ciò che distingue un'unità dall'altra è la potenza termica nominale in kW a un determinato punto di test, la temperatura di mandata di progetto che può raggiungere in modo efficiente, il suo SCOP, il refrigerante utilizzato (tipicamente R32 o R290) e se la parte idraulica sia un monoblocco o uno split. Questi cinque valori determinano i costi di gestione molto più del marchio riportato sulla scocca.
Questa categoria comprende le unità Kaisai della serie Arctic, una gamma split inverter progettata per l'esercizio in climi freddi con potenze termiche da 6 a 16 kW. Scegli Split Arctic quando l'acqua calda è già gestita da un bollitore esistente, e Split Arctic con serbatoio ACS integrato quando un'unica unità interna con bollitore integrato da 190 L o 240 L permette di risparmiare spazio nel locale tecnico e tubazioni.
DAL CAMPO
"Quasi ogni impianto inefficiente per cui vengo chiamato è stato dimensionato in base alla superficie del pavimento piuttosto che a un calcolo delle dispersioni termiche. Il sovradimensionamento non si manifesta in modo eclatante, ma causa cicli brevi: il compressore parte, soddisfa un piccolo polmone in quattro minuti, si ferma e ripete l'operazione. L'efficienza stagionale che ottieni effettivamente è determinata dalla tua temperatura di mandata, non dal COP della scheda tecnica, quindi abbassa la curva a 40 °C o meno prima di decidere che ti serve una macchina più grande."
Ladislav Proc · Specialista in pompe di calore, ONSA Plus
Come scegliere una pompa di calore aria-acqua
Una pompa di calore non è una semplice sostituzione della caldaia. Si tratta di un apparecchio a bassa temperatura inserito in un sistema di distribuzione solitamente progettato per alte temperature, quindi gli emettitori, l'idraulica e la strategia di controllo decidono se l'impianto sarà economico o costoso da gestire.
Procedi in questo ordine: dispersione termica dell'edificio alla temperatura esterna di progetto locale, poi la temperatura di mandata di cui hanno effettivamente bisogno i tuoi radiatori o i circuiti del riscaldamento a pavimento, quindi la potenza a quella temperatura di mandata e alla temperatura esterna di progetto, e solo allora le questioni pratiche relative al volume dell'acqua calda, alle fasi, al posizionamento e al rumore.
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Dimensionare in base alla dispersione termica, non alla superficie
Le regole empiriche basate sulla superficie ignorano i due aspetti più importanti: il livello di isolamento e la tenuta all'aria. Un calcolo della dispersione termica stanza per stanza secondo la norma EN 12831 fornisce il carico termico di progetto in kW alla temperatura esterna di progetto locale; quel valore, più un margine per il riscaldamento dell'acqua calda, è ciò che la pompa di calore deve coprire.
- Usa il punto di progetto, non la potenza nominale. Un'unità con potenza nominale di 12 kW a 7 °C esterni e 35 °C di mandata potrebbe fornire notevolmente meno a -10 °C esterni e 50 °C di mandata. Leggi le tabelle di capacità, non il nome del modello.
- Non aggiungere un margine di sicurezza su un altro margine. I calcoli della dispersione termica presuppongono già il peggior scenario in regime stazionario. Aggiungere un ulteriore 30 % produce un'unità che trascorre la maggior parte della stagione al di sotto della sua modulazione minima.
- Verificare la potenza minima modulata. Un'unità inverter che modula fino al 30 % della potenza nominale si comporta molto meglio in un autunno mite rispetto a una che modula solo fino al 60 %.
- Calcolare il carico dell'acqua calda separatamente. Il riscaldamento di un bollitore da 190 L o 240 L è un evento di breve durata ad alta richiesta, solitamente gestito tramite programmazione piuttosto che tramite una maggiore potenza nominale.
La temperatura di mandata è la leva principale dell'efficienza
Ogni grado di temperatura di mandata incide sull'efficienza. Come regola generale, ogni riduzione di 1 °C della temperatura di mandata migliora il COP di circa il 2-2,5 %, quindi la stessa macchina nella stessa casa può oscillare tra prestazioni scarse ed eccellenti a seconda di come sono configurati gli emittenti.
- Il riscaldamento a pavimento lavora con una mandata tra 30 e 40 °C perché la superficie emittente è enorme. Questo è l'abbinamento naturale e garantisce la massima efficienza stagionale.
- Radiatori sovradimensionati o sostituiti possono lavorare a 40-45 °C. Raddoppiare la superficie dei radiatori nelle due o tre stanze più critiche è solitamente più economico che accettare un sistema a 55 °C per vent'anni.
- I radiatori esistenti dimensionati per una caldaia a gas a 65-70 °C funzioneranno, ma la penalità sul COP è severa e l'unità potrebbe necessitare del suo regime ad alta temperatura solo per pochi giorni all'anno.
- La compensazione climatica dovrebbe essere sempre attiva. Un setpoint di mandata fisso vanifica tutti i vantaggi di un compressore modulante.
COP, SCOP e il significato dei numeri
Il COP (coefficiente di prestazione) è la potenza termica in uscita divisa per l'energia elettrica in entrata in un punto di funzionamento dichiarato, ad esempio A7/W35, che indica aria esterna a 7 °C e mandata a 35 °C. L'SCOP è la media stagionale su un profilo climatico definito e una temperatura di mandata definita, calcolata secondo la norma EN 14825. L'SCOP è il dato reale per confrontare i costi di esercizio perché include il funzionamento a carico parziale, i cicli di sbrinamento e lo standby.
- Confrontare sempre parametri equivalenti. Uno SCOP dichiarato con mandata a 35 °C e uno dichiarato con mandata a 55 °C non sono numeri comparabili.
- Lo sbrinamento è fondamentale. Tra circa -5 °C e +5 °C con alta umidità, la batteria esterna si ghiaccia e l'unità inverte periodicamente il ciclo per sbrinarla. Sbrinamenti frequenti abbassano il valore stagionale.
- L'SPF è ciò che si ottiene effettivamente. Il fattore di prestazione stagionale (SPF) misurato in sito include pompe, controlli ed eventuali resistenze di backup, quindi risulta inferiore allo SCOP da catalogo.
Consiglio pratico
Prima della messa in servizio, verificare il volume minimo d'acqua dell'impianto e la portata attraverso l'unità. La maggior parte delle lamentele relative ai cicli brevi deriva da un impianto con volume insufficiente e troppe valvole termostatiche che si chiudono contemporaneamente. Un polmone di accumulo dimensionato correttamente o un collettore a bassa perdita, unitamente al mantenimento di almeno un circuito permanentemente aperto, risolvono più problemi di qualsiasi impostazione di controllo.
Monoblocco o split, R32 o R290
In un monoblocco, l'intero circuito refrigerante è sigillato all'interno dell'unità esterna e nell'edificio entrano solo le tubazioni dell'acqua; pertanto, non è necessario alcun intervento sui gas fluorurati (F-gas) in loco, ma le tubazioni esterne devono essere protette dal congelamento. In uno split, il compressore è posizionato all'esterno e il condensatore all'interno, collegati da linee refrigeranti, il che elimina il rischio di congelamento e generalmente riduce il rumore esterno, ma richiede un tecnico certificato per la manipolazione dei refrigeranti per la messa in servizio.
- R32 è il refrigerante mainstream attuale, con un GWP di 675, leggermente infiammabile in classe A2L e ampiamente supportato lungo tutta la filiera di fornitura.
- R290 (propano) ha un GWP di 3 e raggiunge temperature di mandata più elevate in modo efficiente, ma è infiammabile in classe A3, il che impone distanze di posizionamento più rigorose da finestre, porte e scarichi.
- Le dimensioni della carica e le regole di posizionamento seguono la norma EN 378 e il regolamento F-gas. Confermare il volume minimo del locale e le distanze di sicurezza prima di fissare la posizione dell'unità esterna.
Punto bivalente e riscaldatore di backup
Il punto bivalente è la temperatura esterna alla quale la sola pompa di calore non è più in grado di coprire il fabbisogno termico dell'edificio. Al di sopra di tale valore il compressore gestisce tutto, al di sotto interviene una seconda fonte di calore. In un sistema monoenergetico, tale seconda fonte è un riscaldatore elettrico di backup, tipicamente da 3 a 9 kW nell'unità interna. Scegliendo un punto bivalente tra circa -7 °C e -10 °C, un'unità dimensionata correttamente può coprire la stragrande maggioranza del fabbisogno termico annuale, con l'elemento di backup che fornisce solo una piccola percentuale dello stesso.
- Monitorare quanto spesso interviene l'elemento di backup. Un riscaldatore di backup che interviene regolarmente a novembre indica che il dimensionamento o la temperatura di mandata sono errati, non che l'unità sia difettosa.
- I cicli anti-legionella lo richiedono. La maggior parte dei sistemi utilizza l'elemento a immersione per innalzare periodicamente la temperatura del bollitore sopra i 60 °C, operazione che è normale e di breve durata.
- Verificare il collegamento elettrico. Le unità fino a circa 10 kW sono spesso monofase a 230 V; le unità più grandi e la maggior parte degli elementi di backup richiedono un'alimentazione trifase a 400 V e un interruttore e un differenziale (RCD) adeguatamente dimensionati.
Combinare una pompa di calore con il fotovoltaico
La pompa di calore è il miglior carico di autoconsumo che una famiglia possa avere, poiché converte ogni kWh di surplus solare in tre o quattro kWh di calore. La soluzione pratica è un impianto fotovoltaico con un controller consapevole dell'esportazione: uno smart meter al punto di connessione rileva l'eccedenza e il sistema innalza il setpoint dell'acqua calda o solleva leggermente la curva di riscaldamento mentre il sole illumina il tetto.
- Immagazzina il calore, non solo l'elettricità. Innalzare la temperatura di un bollitore ACS da 45 a 55 °C assorbe diversi kWh di surplus a una frazione del costo della capacità di una batteria.
- Il disallineamento stagionale è un dato di fatto. Il picco della domanda di calore è a gennaio, mentre il picco della resa del fotovoltaico è a giugno; pertanto, una pompa di calore migliora significativamente l'autoconsumo in primavera e autunno, e in misura molto minore nel cuore dell'inverno.
- Attenzione alla corrente di spunto. I compressori inverter hanno un avvio dolce, mentre l'elemento di backup è un carico resistivo netto e dovrebbe essere interbloccato per non contrastare la logica di controllo del PV.
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 nella scheda tecnica, ma ciò che conta legalmente è la pressione sonora al confine, che diminuisce con la distanza e aumenta in presenza di superfici riflettenti. Non posizionare l'unità in un angolo tra due pareti, evita di orientare la ventola verso la finestra di un vicino, rispetta le distanze di sicurezza del produttore per il flusso d'aria e montala su piedini antivibranti su una base rigida, piuttosto che direttamente su una parete della casa. Una modalità silenziosa notturna riduce la velocità della ventola e la frequenza del compressore a scapito di una piccola parte della capacità.
Confronto dei parametri chiave
| Parametro | Cosa confrontare | Cosa influisce |
|---|---|---|
| Potenza termica | kW a A7/W35 e alla temperatura esterna di progetto | Se l'edificio rimane caldo nei giorni più freddi |
| SCOP | Valore stagionale con mandata a 35 °C e a 55 °C | Costo di gestione annuale, molto più che il COP di picco |
| Temperatura di mandata | Mandata massima e la temperatura richiesta dai tuoi emissori | Efficienza, dimensionamento dei radiatori, comfort durante le ondate di freddo |
| Tipo di sistema | Monoblocco o split, R32 o R290 | Modalità di installazione, rischio di congelamento, distanze di posizionamento |
| Acqua calda | Accumulo separato o serbatoio integrato da 190 L o 240 L | Spazio nel locale tecnico, tubazioni, prelievo simultaneo |
| Elettrico e acustico | Monofase o trifase, potenza sonora in dB(A) | Adeguamento dell'impianto, dimensionamento dell'interruttore, posizionamento vicino ai confini |
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Domande frequenti sulle pompe di calore
Come dimensiono una pompa di calore per la mia casa?
Dimensionala sulla base di un calcolo delle dispersioni termiche stanza per stanza alla temperatura esterna di progetto locale, non sulla superficie calpestabile. Consultate quindi la tabella delle prestazioni del produttore a quella temperatura esterna e alla vostra temperatura di mandata effettiva. Aggiungete il carico per il riscaldamento dell'acqua sanitaria solo se non è possibile programmarlo al di fuori delle ore di punta del riscaldamento.
Qual è la differenza tra COP e SCOP?
Il COP è l'efficienza in un singolo punto di funzionamento dichiarato, come ad esempio A7/W35. Lo SCOP è la media stagionale su un'intera stagione di riscaldamento secondo la norma EN 14825, inclusi i carichi parziali, i cicli di sbrinamento e lo standby. Lo SCOP è il valore da confrontare per stimare i costi di gestione, a condizione che entrambe le unità siano indicate alla stessa temperatura di mandata.
Posso utilizzare una pompa di calore con i miei radiatori esistenti?
Generalmente sì, ma l'efficienza dipende dalla temperatura di mandata di cui hanno bisogno. I radiatori dimensionati per una caldaia a gas a 70 °C imporranno una temperatura di mandata elevata e uno SCOP ridotto. Ampliare i radiatori nelle due o tre stanze più critiche, in modo che l'impianto funzioni a 45 °C o meno, è solitamente la soluzione più economica.
Monoblocco o split: quale scegliere?
Un monoblocco mantiene l'intero circuito del refrigerante all'esterno, quindi non sono necessari interventi sui gas fluorurati (F-gas) in loco, ma le tubazioni dell'acqua esterne devono essere protette dal gelo. Uno split posiziona il condensatore all'interno con linee di refrigerante tra le unità, evitando il rischio di congelamento e riducendo spesso il rumore esterno, ma la messa in servizio richiede un tecnico certificato per la manipolazione dei refrigeranti.
Ho bisogno della versione con serbatoio ACS integrato?
Scegliete la versione integrata se desiderate un'unica unità interna contenente l'idraulica e un bollitore da 190 L o 240 L, risparmiando spazio e tubazioni. Scegliete Split Arctic quando esiste già un bollitore adeguato o quando la richiesta di acqua calda richiede un serbatoio dedicato più grande.
Cos'è il punto di bivalenza e ho bisogno di un riscaldatore di backup?
Il punto di bivalenza è la temperatura esterna al di sotto della quale la sola pompa di calore non può più coprire la dispersione termica, e un elemento elettrico di backup colma la differenza. Impostato tra circa -7 °C e -10 °C, l'elemento fornisce solo una piccola quota del calore annuale. Un uso frequente con clima mite segnala un problema di dimensionamento o di temperatura di mandata.
L'R290 è migliore dell'R32?
L'R290 (propano) ha un potenziale di riscaldamento globale (GWP) di 3 rispetto ai 675 dell'R32 e raggiunge temperature di mandata elevate in modo più efficiente, il che lo rende adatto al retrofit dei radiatori. Lo svantaggio è l'infiammabilità di classe A3, che impone distanze di installazione più rigorose da finestre, porte e scarichi. L'R32 rimane l'opzione più diffusa e meglio supportata.
Quanto rumore produce l'unità esterna?
Le schede tecniche indicano la potenza sonora in dB(A), ma il dato che conta è la pressione sonora al confine della proprietà, che diminuisce con la distanza e aumenta in prossimità di angoli riflettenti. Montare l'unità su supporti antivibranti su una base rigida, mantenere la ventola lontana dalle finestre dei vicini e utilizzare la modalità notte silenziosa, ove disponibile.
Una pompa di calore funziona bene con il fotovoltaico?
Sì, è uno dei carichi di autoconsumo più efficienti, poiché ogni kWh in eccesso si trasforma in tre o quattro kWh di calore. Un impianto fotovoltaico con rilevazione dell'export può innalzare il setpoint dell'acqua calda nelle giornate soleggiate. Il beneficio è massimo in primavera e in autunno, e minimo nel cuore dell'inverno.
Monofase o trifase: di cosa ho bisogno?
Le unità fino a circa 10 kW sono comunemente disponibili in monofase a 230 V. Le unità più grandi e la maggior parte degli elementi di backup elettrici da 6 a 9 kW richiedono un'alimentazione trifase a 400 V per un carico equilibrato. Verificare la capacità di connessione disponibile e il dimensionamento dell'interruttore nel quadro elettrico prima dell'ordine.
Il dimensionamento della pompa di calore, il punto bivalente e l'efficienza stagionale raggiungibile dipendono da un calcolo delle dispersioni termiche per l'edificio specifico e dalla temperatura di mandata di progetto degli emettitori.
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ONSA Plus è un distributore B2B europeo di sistemi fotovoltaici, accumulo a batteria, pompe di calore e stazioni di ricarica per veicoli elettrici. Nei nostri magazzini UE disponiamo di oltre 1.500 prodotti di più di 25 marchi, tra cui Huawei, Solis, SolaX e Dyness.
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