Progettare un impianto di riscaldamento basato su una pompa di calore richiede una determinazione precisa delle dispersioni termiche dell'edificio. Una pompa di calore trasporta energia dall'ambiente circostante l'edificio e la utilizza per il riscaldamento e la produzione di acqua calda sanitaria. L'energia termica gratuita e rinnovabile viene ricavata dall'aria atmosferica nel caso delle pompe di calore ad aria o dal terreno nel caso delle pompe a glicolazione. Spieghiamo come calcolare la potenza della pompa di calore e perché la sua corretta scelta è così importante.
In questo articolo imparerai:
- perché la selezione della potenza è importante,
- come scegliere la potenza di una pompa di terra,
- come scegliere la potenza di una pompa aria-acqua.
Affinché il processo di trasporto del calore sia possibile utilizzando una moderna pompa di calore Vaillant , è necessario fornire energia elettrica al compressore, che aziona il processo in un ciclo termodinamico chiuso. La quantità di energia elettrica utilizzata in questo processo è notevolmente inferiore alla quantità di energia rinnovabile prelevata dall'ambiente. Tuttavia, nel caso delle pompe di calore, è fondamentale garantire condizioni di funzionamento ottimali. Ciò significa che questi dispositivi devono essere selezionati con precisione in base alle esigenze dell'edificio e alle esigenze dei residenti. Pertanto, è necessario rispondere a una domanda fondamentale: come scegliere la potenza della pompa di calore?
Perché è importante calcolare con precisione la potenza della pompa di calore?
La pratica nella selezione dei dispositivi di riscaldamento dimostra che negli edifici vengono spesso scelte pompe di calore ad alta potenza, anche superiore al fabbisogno effettivo dell'edificio. Tuttavia, la scelta "per ogni evenienza" di solito non è vantaggiosa né per l'ambiente né per il portafoglio degli utenti. Nel caso delle pompe di calore, una scelta errata della potenza può portare a una più rapida usura del dispositivo e a un aumento dei costi di esercizio.
Grazie all'efficienza della pompa di calore e alla garanzia di condizioni ottimali per il compressore, è vantaggioso utilizzarla per cicli lunghi. La scelta di una pompa di calore con una potenza eccessiva comporterà quindi non solo maggiori costi di investimento, ma può anche portare al cosiddetto "cycling", ovvero frequenti accensioni e spegnimenti del dispositivo. Questo fenomeno è sfavorevole perché il circuito frigorifero non è in grado di funzionare in condizioni stabili ed è necessario avviare il compressore frequentemente, il che può ridurne la durata utile . A sua volta, una pompa di calore con una potenza insufficiente sarà molto sollecitata e potrebbe non garantire il pieno comfort termico nell'edificio. Può anche portare all'accensione troppo anticipata della fonte di calore di picco, ad esempio un riscaldatore elettrico, con conseguenti costi di riscaldamento più elevati.
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Come scegliere la potenza di una pompa di calore geotermica?
Le pompe geotermiche, come la Vaillant flexoCOMPACT , sono solitamente dispositivi monostadio. Ciò significa che, alle condizioni date dalla sorgente geotermica inferiore e superiore, la pompa funziona sempre alla stessa potenza. La potenza della pompa di calore deve essere selezionata in modo che l'edificio sia completamente riscaldato alla temperatura di progetto della zona climatica specifica. Ciò significa che nei periodi di transizione, la pompa funziona a una potenza superiore al fabbisogno effettivo dell'edificio.
Per garantirne la capacità di funzionare con cicli di durata adeguata, si consiglia di aumentare il contenuto d'acqua dell'impianto di riscaldamento utilizzando un sistema di accumulo o un riscaldamento a pavimento senza regolazione attiva della portata. Sottostimare la potenza nel caso delle pompe di calore geotermiche può anche portare a un raffreddamento eccessivo della fonte di calore inferiore. Ciò comporta una riduzione dell'efficienza di lavoro e, in casi estremi, la fonte di calore inferiore può essere distrutta.
Qual è la potenza ottimale di una pompa di calore aria-acqua?
Le pompe di calore aria-acqua, come Vaillant aroTHERM , sono dotate di un inverter che consente la modulazione della potenza. Questo è importante perché, a differenza delle pompe di calore geotermiche che hanno condizioni stabili nella fonte di calore inferiore, le pompe di calore aria-acqua ricavano energia dall'aria atmosferica, la cui temperatura oscilla significativamente. A causa delle caratteristiche del lavoro , la potenza della pompa di calore diminuisce con il diminuire della temperatura esterna . L'inverter consente di evitare fluttuazioni di potenza e, in una certa misura, di adattare costantemente la potenza della pompa alla richiesta del momento.
A causa del funzionamento a temperatura atmosferica, la potenza delle pompe di calore aria-acqua non viene selezionata in base al fabbisogno di temperature di progetto dell'edificio. Ciò comporterebbe un sovradimensionamento significativo dei dispositivi, con conseguenti elevati costi di investimento. È inoltre opportuno notare che le possibilità di modulare la velocità di rotazione del compressore presentano alcune limitazioni. In pratica, la selezione di una pompa di calore con una potenza eccessiva potrebbe comportare che, durante i periodi di temperature moderate, la potenza minima generata dal dispositivo di riscaldamento superi il fabbisogno dell'edificio . Ciò comporterebbe frequenti cicli di avviamento, con conseguenti svantaggi per il compressore.
A seconda della zona climatica, è buona norma selezionare la potenza della pompa di calore aria-acqua in modalità monoenergetica in modo che copra il 100% del fabbisogno termico a temperature comprese tra -8 °C e -12 °C circa. Al di sotto di questa temperatura (punto bivalente), viene attivata una fonte di calore aggiuntiva: un riscaldatore elettrico. Dato che durante una tipica stagione di riscaldamento ci sono pochi giorni con temperature molto basse, la quota di questa fonte aggiuntiva con un dispositivo opportunamente selezionato è ridotta : nell'arco di un anno dovrebbe essere inferiore al 2%.
La corretta selezione della potenza della pompa di calore è quindi estremamente importante e dipende non solo dalle condizioni in cui verrà installata, ma anche dal tipo di dispositivo scelto. Un calcolo corretto della potenza della pompa di calore garantirà il funzionamento efficiente ed efficace del dispositivo per molti anni, garantendo il massimo comfort termico e il massimo risparmio possibile.
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