La legenda della Pompa di Calore quando fa freddo

Con l’avvento del Superbonus l’utilizzo delle pompe di calore si fa sempre più dominante e la trasformazione elettrica degli edifici esistenti diventa un’occasione irripetibile.

Ma quali sono, ancora oggi, i dubbi dei tecnici verso questa tecnologia? Ci sono alcuni elementi che vengono sottovalutati? 

In questo articolo cercheremo di sviscerare alcuni temi sulle Pompe di Calore elettriche.

Questo articolo di giornale, ci fa capire che sono ancora molti i dubbi sulla scelta di una pompa di calore elettriche. Ma per quale motivo?

La temperatura esterna sappiamo essere un elemento fondamentale per la pompa di calore, perché oltre alla temperatura di lavoro, ne determina il suo COP.

Dire che una caldaia è necessaria quando la temperatura esterna si abbassa ai 2-3° sta a significare non conoscere la tecnologia selezionata.

L’affermazione dell’articolo del giornale non può essere vera per due motivi:

1. tutti i produttori di pompe di calore indicano le rese termiche e prestazionali fino a – 20°C / -25°C. Perchè un progettista dovrebbe limitarsi a progettare fino a +3°C quando ha sotto mano tutte le informazioni fino alla temperatura minima di progetto? Perchè non si avvale delle schede tecniche fornite dal produttore?

2.  In Norvegia, Svezia, Danimarca e in molti altri paesi del nord Europa stanno installando più di 90 Pompe di Calore ogni 100 generatori di calore. Sono paesi molto più freddi dell’Italia eppure stanno trasformando gli edifici in Full Electric. E lo fanno già da diversi anni. Perchè in queste località fredde trovano spazio le pompe di calore mentre in Italia no? Non stiamo parlando del consumo elettrico, ma del fatto che una Pompa di Calore riesce o NON riesce a riscaldare casa.

Qui sotto la percentuale di Pompe di Calore installate rispetto alle classiche caldaie, suddiviso per Paese. 

Sostanzialmente vengono installate molte più Pompe di Calore nei climi rigidi rispetto a quelli mediterranei.

Anche l’Inghilterra ha dichiarato che entro il 2028 saranno installate in media 600.000 pompe di calore all’anno,

Ogni pompa di calore viene rappresentata con delle curve prestazionali, in funzione della temperatura esterna e di mandata.

Ma quali sono queste caratteristiche? La potenza termica, il COP e l’assorbimento elettrico.

Ecco cosa viene sottovalutato da alcuni progettisti

In risposta all’articolo di giornale, alcuni progettisti non valutano il calo di potenza che va dai 5 °C ai -3 °C esterni, caratteristico delle pompe di calore ad inverter.

Nel grafico qui sotto notiamo le curve di potenza termica resa di una pompa di calore tipica ad inverter.

Nell’asse X troviamo la temperatura esterna mentre nell’asse Y la potenza termica espressa in kW.

A colpo d’occhio notiamo il calo di potenza che sta proprio nella fascia compresa tra i 5 °C esterni e i 3 °C esterni. Le tre differenti linee rappresentano le tre modalità di funzionamento: Potenza minima (blu), media (verde) e massima (rossa).

Per cui è importante conoscere bene le caratteristiche della pompa di calore selezionata e capire tutte le possibili dinamiche in gioco.

Quando parliamo di dinamiche intendiamo il fabbisogno termico dell’edificio, le temperature di lavoro e le esigenze stesse del committente.

Il mito dell'alta temperatura

La pompa di calore viene vista nella maggior parte dei casi idonea solo negli impianti a bassa temperatura perciò abbinati a sistemi radianti o a ventilconvettori.

Purtroppo però molti dimenticano che fin dagli anni ‘70 le pompe di calore vengono utilizzate anche su radiatori arrivando fino a 65 °C di mandata.

Chiaramente utilizzando pompe di calore per alta temperatura otteniamo rendimenti amplificati nella bassa temperatura.

Lo chiamiamo “mito” perché molti non credono ancora a questo, quando ci sono migliaia di installazioni già fatte in tutta Europa.

Ma quali sono le pompe di calore adatte per l’alta temperatura?

Non ci sono molte aziende specializzate nell’alta temperatura, ma quali sono le caratteristiche che le differenziano dal resto dei   produttori?

- La specializzazione esclusiva: Le aziende che investono nell’alta temperatura credono fortemente in questa tecnologia rendendola il loro cavallo di battaglia.

- I materiali utilizzati: la ricerca e lo sviluppo sta alla base di questa tecnologia, infatti l’utilizzo dei migliori materiali, tecnologie e know-how rendono queste macchine un sistema adattabile a qualsiasi tipologia d’impianto. Un esempio del passato è l’applicazione della tecnologia EVI (iniezione di vapore sul compressore per innalzarne la temperatura). Altri hanno utilizzato la combinazione di due circuiti frigoriferi in cascata, magari con gas refrigeranti diversi. 

Ma quali sono le precauzioni da considerare per lavorare in alta temperatura?

Per rispondere ad alcuni dubbi dei progettisti riprendo questi argomenti già noti.

Per determinare la potenza corretta di una pompa di calore bisogna considerare alcuni aspetti fondamentali.

Un primo aspetto è proprio il fabbisogno energetico dell’abitazione che dipenderà dalle caratteristiche tecniche degli elementi disperdenti e della temperatura esterna di progetto.

Perciò la pompa di calore dovrà compensare le perdite di calore che avvengono per trasmissione e ventilazione.

Un secondo aspetto fondamentale è il sistema di emissione perché in funzione della temperatura di mandata di progetto dobbiamo compensare le perdite di calore dell’abitazione.

Ma qual è la temperatura corretta di progetto per lavorare con i radiatori?

La verifica tecnica dei radiatori esistenti di un’abitazione richiede molta attenzione.

Solitamente sull’esistente la temperatura di mandata si aggira attorno ai 65°/70 °C (in alcuni casi anche 80°C), ma per poter funzionare in maniera efficiente la Pompa di Calore deve essere impostata a 55/60 °C di mandata ( ∆T 35-40). 

Quindi calcolare la potenza erogata dei radiatori con le nuove temperature è un passaggio fondamentale: tale potenza dovrà essere maggiore del fabbisogno termico dell’edificio (in termini di kW).

Calcolare la potenza erogata dei radiatori

La potenza di un radiatore può essere calcolata principalmente in due modi, a seconda dell’anno di fabbricazione:

- secondo la UNI 6514, con ∆T 60° per quelli costruiti prima del 1995 

- secondo la UNI 442, con ∆T 50° per quelli costruiti dopo il 1995

Per calcolare la potenza a ∆T diversi (differenza tra temperatura media del radiatore e temperatura dell’ambiente riscaldato) si utilizza la seguente formula: 

dove:

• Q(Δt) = Potenza erogata al Δt desiderato
• Qn    = Potenza corrispondente a Δt=50°C (condizioni normali);
• Δt     = Salto termico (tm-ta)
• n      = Esponente della curva caratteristica del radiatore.con Δt=50°C sono le seguenti:

te = 75°C; tr = 65°C; tm = (75+65)/2=70°C; ta = 20°C

Qualora il cliente volesse sostituire i radiatori (opzione consigliata dato che è previsto l’incentivo dedicato all’interno del Superbonus) è molto importante selezionare le potenze di ogni singolo terminale con un ∆T più basso possibile.

Trovato il giusto equilibrio tra dispersioni dell’edificio e potenza erogata dai radiatori il progetto andrà a buon fine. 

Il primo videocorso che aiuta Progettisti e Privati a scegliere la giusta Pompa di Calore per nuove costruzioni o ristrutturazioni.

Evita spese inutili, impianti sbagliati e bollette esagerate con soli 7 video per una casa 100% elettrica