Pompa di calore: un corretto dimensionamento
Una guida alla dimensione più adatta per una pompa di calore
Una pompa di calore è un dispositivo in grado di riscaldare l’aria all’interno di un’abitazione, una delle soluzioni più efficaci e vantaggiose quando si parla di risparmio energetico e di benessere ambientale.
Inoltre, se la pompa di calore viene associata a un impianto fotovoltaico, queste due tecnologie consentono di produrre energia elettrica in modo più sostenibile e di ridurre così le emissioni di gas serra di una casa rendendola più green.
Tuttavia, per ottenere il massimo delle prestazioni da una pompa di calore, è fondamentale il suo corretto dimensionamento. Quest’ultimo, che si trova calcolando con attenzione i consumi domestici, può consentire di scegliere il dispositivo, vale a dire la pompa di calore, più adatta alle proprie esigenze e al fabbisogno energetico della propria casa.
Nell’articolo di oggi andremo a parlare proprio di questo!
Andremo a vedere nello specifico come calcolare il dimensionamento corretto per una pompa di calore e affronteremo inoltre altri aspetti, come i suoi innumerevoli vantaggi e il motivo per cui decidere di integrare una pompa di calore a un impianto fotovoltaico può essere una scelta vincente.
Di pompe di calore, così come di impianti fotovoltaici, ne parliamo spesso anche sulla nostra pagina Instagram! Qui sotto ti lasciamo uno dei nostri ultimi contenuti, in cui ti raccontiamo 3 buoni motivi per cui passare a una pompa di calore, dagli subito un'occhiata!
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Iniziamo!
Pompa di calore: una panoramica
Prima di parlare nello specifico del dimensionamento di una pompa di calore, andiamo a fare un piccolo ripasso!
Una pompa di calore è un dispositivo che trasferisce calore da una fonte a temperatura più bassa (detta sorgente di calore) a una destinazione a temperatura più alta (detta carico termico), utilizzando un ciclo termodinamico. Questo processo consente di riscaldare o raffreddare ambienti domestici, commerciali o industriali in modo efficiente utilizzando l'energia termica presente nell'ambiente circostante, come l'aria, l'acqua o il suolo.
Esistono diverse tipologie di pompe di calore, tra cui:
- Aria-aria: Questo tipo di pompa di calore utilizza l'aria esterna come sorgente di calore e trasferisce il calore all'aria all'interno dell'edificio
- Aria-acqua: Utilizza l'aria esterna come fonte di calore per riscaldare l'acqua, che poi viene distribuita attraverso un sistema di riscaldamento a pavimento o radiatori
- Acqua-acqua: Utilizza acqua sotterranea o di superficie come fonte di calore per riscaldare un liquido refrigerante, che a sua volta trasferisce il calore all'acqua potabile o all'acqua di riscaldamento dell'edificio
Il funzionamento di base di una pompa di calore si basa sul ciclo termodinamico di compressione e decompressione di un refrigerante. Il ciclo inizia con il compressore che comprime il refrigerante, aumentandone la temperatura e la pressione. Il refrigerante ad alta pressione e temperatura viene quindi convogliato attraverso un condensatore, dove rilascia calore all'ambiente di destinazione (ad esempio, l'acqua o l'aria dell'edificio). Il refrigerante raffreddato e a bassa pressione passa attraverso un espansore, dove si espande, diminuendo la sua temperatura e pressione. Infine, il refrigerante a bassa temperatura e pressione viene inviato all'evaporatore, dove assorbe calore dalla sorgente di calore (ad esempio, l'aria esterna o il suolo), completando così il ciclo.
Quali sono i vantaggi delle pompe di calore?
Come già sottolineato, le pompe di calore rappresentano una soluzione innovativa per garantire la massima efficienza energetica, in quanto sono in grado di produrre calore assicurando un notevole risparmio economico rispetto ai dispositivi tradizionali, come le caldaie.
Sfruttando l'energia termica esterna per il riscaldamento dell'acqua calda, l'adozione di una pompa di calore offre una serie di vantaggi significativi per la propria abitazione. Esaminiamoli in dettaglio:
- Riduzione dei consumi: Grazie alla capacità di utilizzare l'energia termica disponibile nell'ambiente circostante, le pompe di calore riducono la dipendenza da fonti energetiche tradizionali come il gas naturale o il combustibile fossile. Questo si traduce in una significativa riduzione dei consumi energetici complessivi dell'abitazione, contribuendo così alla conservazione delle risorse naturali e al contenimento delle emissioni di gas serra
- Abbassamento della bolletta elettrica: L'utilizzo di una pompa di calore per il riscaldamento dell'acqua calda consente di ridurre notevolmente i costi associati alla bolletta elettrica. Poiché le pompe di calore sfruttano l'energia termica gratuita presente nell'ambiente, il loro funzionamento è estremamente efficiente e consente di ottenere notevoli risparmi sui costi energetici
- Miglioramento dell'efficienza energetica: Integrando una pompa di calore nel sistema di riscaldamento dell'acqua calda della propria casa, è possibile migliorare significativamente l'efficienza energetica dell'intero edificio. L'utilizzo di tecnologie avanzate e sostenibili contribuisce a ridurre gli sprechi energetici e a ottimizzare l'uso delle risorse disponibili, garantendo un ambiente più confortevole e sostenibile
- Contributo all'abbattimento dell'inquinamento: Utilizzando fonti di energia rinnovabile e pulita per il riscaldamento dell'acqua, le pompe di calore contribuiscono attivamente alla riduzione delle emissioni di gas serra e all'abbattimento dell'inquinamento atmosferico. Questo rappresenta un importante passo avanti nella lotta al cambiamento climatico e nella promozione di uno stile di vita più sostenibile e responsabile
- Manutenzione minima: Le pompe di calore richiedono una manutenzione minima rispetto ad altri sistemi di riscaldamento, come le caldaie tradizionali. Con una manutenzione regolare e adeguata, le pompe di calore possono garantire prestazioni affidabili e durature nel tempo, riducendo al minimo i costi e gli inconvenienti legati alla manutenzione
Ma ora che abbiamo visto i vantaggi di una pompa di calore andiamo ad affrontare un tema da non sottovalutare: il suo dimensionamento, e capiamo perché è così importante!
Il dimensionamento della pompa di calore
Installare la giusta pompa di calore è cruciale per garantire un efficace controllo delle temperature interne ed essere in grado di compensare le dispersioni termiche in modo ottimale. Questo assicura prestazioni ottimali della pompa di calore durante tutte le stagioni dell'anno, sia in termini di riscaldamento durante l'inverno che di raffreddamento durante l'estate.
Quando ci si appresta a installare una pompa di calore, è essenziale considerare diversi aspetti per assicurarsi che l'impianto soddisfi le esigenze specifiche dell'edificio e dell'ambiente circostante.
Vediamo questi punti uno ad uno!
Il fabbisogno termico
Un dato importante quando si deve scegliere una pompa di calore riguarda il fabbisogno termico della propria casa.
Questo non è altro che la quantità di calore che l’abitazione necessita per il riscaldamento.
Tale quantità è data dalla differenza tra l’apporto fornito dalle diverse fonti di calore (sole, luce, temperatura umana, presenza di animali, elettrodomestici,) e le perdite che si hanno nell’impianto di riscaldamento.
A questi due elementi deve essere poi aggiunto un terzo fattore, ovvero il livello di isolamento e di coibentazione della casa e con esso le perdite dovute per trasmissione attraverso elementi opachi (verticali, orizzontali e inclinati) e attraverso elementi trasparenti.
Per fare un'analogia, la nostra casa è come una vasca da bagno che si svuota dallo scarico: vogliamo mantenere l'acqua allo stesso livello e, per farlo, dobbiamo selezionare un modello di rubinetto delle dimensioni corrette. Il rubinetto deve fare entrare l'acqua alla stessa velocità con cui esce dallo scarico, altrimenti il livello si abbasserà. Nel caso delle pompe di calore, dobbiamo scegliere la potenza più adeguata della macchina, perché i diversi modelli variano dai 4 kW fino oltre i 20 kW. Come facciamo a sapere quanto velocemente "l'acqua esce dallo scarico"? Cioè, quanto calore disperde la nostra casa. Dobbiamo fare un'analisi approfondita delle pareti, dei serramenti, l'isolamento del tetto e di tutte le componentistiche.
Questo dato è possibile ottenerlo considerando le rilevazioni contenute all’interno dell’APE, l’Attestato di Prestazione Energetica di una casa.
In alternativa, qualora non fosse disponibile l’APE, è possibile calcolare il fabbisogno termico in base allo storico sui consumi dell’abitazione, prendendo una bolletta del gas e usando una conversione di 10 kWh per ogni metro cubo di metano.
Bisogna specificare, però, che questo approccio è impreciso e può portare a un dimensionamento scorretto. Questo perché dipende molto dall'efficienza della caldaia esistente. Per esempio, dovendo scaldare la stessa abitazione con una caldaia molto moderna, consumeremo molto meno gas rispetto a una caldaia di 20 anni, ma il fabbisogno termico dell'edificio sarebbe lo stesso, perché dipende dall'involucro esterno. Utilizzare solo l'informazione dei consumi può quindi portare a sottodimensionamento o sovradimensionamento, entrambi scenari dannosi. Come sempre è importante rivolgersi a degli esperti per la scelta della soluzione più corretta: in Otovo abbiamo un team di ingegneri pronti ad analizzare le caratteristiche della vostra abitazione e valutare il fabbisogno termico reale.
La zona climatica
La zona climatica è ovviamente una variabile importante nella selezione della potenza della pompa di calore: la stessa abitazione, con lo stesso involucro esterno, ma localizzata a Cagliari o a Sondrio, avrà ovviamente delle necessità diverse in termini di riscaldamento.
Cercando su internet si trovano molti siti che offrono delle semplici formule per calcolare la potenza della pompa di calore da impiegare. Purtroppo queste correlazioni sono sempre un approccio errato al dimensionamento e portano quasi con certezza a scegliere potenze troppo elevate per la pompa di calore.
Vengono spesso usate da tecnici installatori senza esperienza di progettazione o senza la formazione necessaria, perché permettono in modo semplice e veloce di calcolare un numero. La realtà dei fatti è che per selezionare la potenza corretta bisogna prendere in considerazione diversi parametri, come i dati storici di temperatura e umidità del comune, incrociati con le informazioni contenute nella scheda tecnica delle diverse macchine che si hanno a disposizione.
Come dimensionare pompa di calore: un esempio Otovo
Riportiamo qui un esempio di un dimensionamento errato a cui ci è capitato di assistere in passato. Trattasi di un immobile a Sorrento, di circa 200 metri quadri per cui un idraulico locale aveva dimensionato una pompa di calore usando delle correlazioni trovate online. Al cliente era stato installato un sistema da 21 kW, con un costo totale di più di 20,000€. Il cliente, che non aveva problemi di liquidità, ha acquistato il sistema che è stato installato qualche anno fa. Noi di Otovo siamo venuti a conoscenza dell'accaduto perché nel 2022 abbiamo realizzato un impianto fotovoltaico sul tetto dello stesso immobile.
Durante l'installazione, uno dei nostri ingegneri ha notato la pompa di calore di dimensioni sproporzionate nel giardino del cliente e si è fatto raccontare del progetto. Per curiosità, insospettito dalla potenza della macchina che pareva troppo grande per quell'immobile in quella zona climatica, ha calcolato rigorosamente la potenza necessaria per la pompa di calore, con un approccio ingegneristico dettagliato.
Il risultato? La potenza corretta era di 7.5 kW! Una pompa di calore di queste dimensioni può costare anche meno di 10,000€, in funzione delle caratteristiche dell'installazione. Purtroppo il cliente non ha potuto fare altro che affidarsi allo pseudo-tecnico che gli ha progettato l'impianto, ritrovandosi a spendere più del doppio del necessario. Ma non finisce qui! Perché quella pompa di calore installata sarà sempre costretta ad operare in un regime di funzionamento inefficiente. La potenza minima che è in grado di erogare è di 5 kW, quindi, tutti quei giorni dell'anno in cui non fa freddissimo ma comunque serve riscaldamento, sarà costretta ad accendersi e spegnersi ad intermittenza.
Questo regime di funzionamento è estremamente dannoso per il motore della macchina e porterà sicuramente a dei guasti, riducendo di parecchio la vita utile della macchina.
L'importanza della scelta del partner
Quello che è successo al cliente di cui vi abbiamo raccontato nel paragrafo precedente purtroppo non è un evento raro. In Italia sfortunatamente c'è un'enorme separazione tra chi ha esperienza pratica di installazione (idraulici, elettricisti...) e chi ha le competenze teoriche necessarie per la progettazione (gli ingegneri).
Moltissime aziende hanno tecnici installatori estremamente competenti, che sicuramente sanno mettere mano a un impianto. Ma poche hanno a disposizione progettisti che sanno fare le valutazioni di natura teorica che precedono l'installazione.
Otovo nasce per colmare questo divario: nel nostro ufficio abbiamo un'intera squadra di ingegneri che affiancano i nostri consulenti commerciali nella selezione e nel dimensionamento dei prodotti, basandosi sulle informazioni fornite dal cliente.
Una volta scelto il progetto con precisione, affidiamo l'installazione a tecnici locali, perché sono comunque loro ad avere le competenze pratiche e l'esperienza necessarie per realizzare questi sistemi. Anche durante l'installazione li affianchiamo in caso di dubbi e di problemi, che possono sempre capitare e che non vanno risolti con dei "rattoppi", ma valutando attentamente il da farsi, soprattutto quando c'è di mezzo il riscaldamento domestico.
Conclusione
Come abbiamo visto, scegliere di installare una pompa di calore è un’operazione vantaggiosa ma che richiede importanti passaggi e attenzioni.
È fondamentale considerare diversi fattori, e rivolgersi a tecnici o imprese specializzate diventa cruciale in questo contesto, poiché professionisti esperti sono in grado di valutare con precisione le specifiche esigenze dell'utente e di proporre il modello di pompa di calore più adatto per servire in modo efficiente la propria abitazione.
Noi di Otovo ti diamo la sicurezza di scegliere prodotti di qualità, efficienti e dalle ottime caratteristiche che i nostri esperti installatori monteranno a casa tua nella più completa sicurezza.
Ma per ottenere ancora di più dalla tua pompa di calore, con noi puoi decidere di installare anche un impianto fotovoltaico, per produrre energia elettrica pulita e rendere la tua abitazione sostenibile.
Allora, che cosa aspetti? Scegli di affidarti a Otovo!
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Domande frequenti
Come scegliere la giusta pompa di calore?
Nella scelta della pompa di calore occorre considerare alcuni fattori come il fabbisogno termico dell’abitazione, le caratteristiche climatiche del luogo in cui viene installata e le caratteristiche dell’edificio.
Cosa succede se la pompa di calore è sottodimensionata?
In caso di pompa di calore sottodimensionata, la sua efficienza può ridursi drasticamente consumando molta più energia elettrica del dovuto.