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Un utilizzo efficiente della pompa di calore: con questi consigli è possibile

Un utilizzo efficiente della pompa di calore: con questi consigli è possibile

La pompa di calore gode di una crescente popolarità grazie alla sua elevata efficienza. Con questi consigli potrete aumentarne ulteriormente il rendimento.

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La pompa di calore è considerata uno dei generatori di calore più efficienti. Per essere all’altezza della sua fama, ha tuttavia bisogno di alcuni presupposti. Vi sveliamo quindi tre preziosi consigli da tenere in considerazione nella scelta di una pompa di calore!

Sembra allettante: sfruttare il calore gratuito dell’aria, del terreno o dell’acqua di falda per il riscaldamento. Chi direbbe di no? Ma non è ancora così semplice: oltre all’investimento iniziale vi sono i costi dell’energia elettrica necessaria a far funzionare il compressore nella pompa di calore. Perché solo attraverso il compressore il calore ambiente viene portato alla temperatura di riscaldamento. Il principio è: più è grande la differenza tra fonte di calore e sistema di riscaldamento, maggiore è il consumo di elettricità e meno efficiente è la pompa di calore.

L’impianto deve essere economico, i costi di acquisto non devono essere eccessivi

Vanno di moda pompe di calore efficienti, che sono sostenibili e consentono di risparmiare denaro. Sono tuttavia più efficienti quando devono produrre temperature molto basse. La varietà di varianti e versioni disponibili è enorme, per questo vale innanzitutto la pena chiarire in dettaglio i seguenti punti: quale fonte di calore è disponibile? Quale calore ambiente va sfruttato? E quali temperature devono essere generate?

«Più è grande la differenza tra fonte di calore e sistema di riscaldamento, maggiore è il consumo di corrente elettrica».

Pertanto, l’efficienza dipende da fattori quali fonte di calore, temperatura nel circuito di riscaldamento e dimensionamento dei componenti.

In tre fasi verso la giusta decisione

Perché una pompa di calore funzioni in modo ideale, occorre innanzitutto scegliere la giusta fonte di calore. Una pompa di calore aria/acqua ha un costo d’acquisto conveniente. Se tuttavia le temperature sono spesso al di sotto dello zero, può forse essere più utile sfruttare la più costante energia geotermica o il supporto di un’altra fonte di energia.

In secondo luogo, è determinante la temperatura alla quale l’acqua va introdotta nel sistema di riscaldamento (la cosiddetta «temperatura di mandata»). Il principio è: migliore è l’isolamento di una casa e più grande è la superficie del sistema di distribuzione, minore è la temperatura di mandata richiesta.

Il terzo punto importante è il dimensionamento ottimale della pompa di calore. Se è troppo grande, la pompa di calore si accende e si spegne troppo spesso, aumentando inutilmente i costi della corrente elettrica. Anche un generatore di calore di dimensioni troppo ridotte è problematico: in questo caso il sistema funziona spesso al limite della capacità. Soprattutto nelle giornate particolarmente fredde può succedere così che il calore di riscaldamento scarseggi.

 

L’efficienza della pompa di calore è misurabile

L’aspetto interessante della tecnologia delle pompe di calore è il principio di rendimento. Il trasporto di calore è possibile attraverso un refrigerante e la compressione. Tale compressione avviene con l’utilizzo di energia elettrica. Il calore, invece, è generato da un fornitore: ad esempio, nel caso di una pompa di calore aria/acqua, dall’aria ambiente all’esterno. Questa tecnologia nel tempo è diventata così efficace che anche l’Ufficio federale dell’energia consiglia l’utilizzo del calore ambiente.

Esistono alcuni fattori decisivi per la quantità di calore che può essere ottenuta in rapporto alla potenza elettrica utilizzata. Un punto fondamentale è la differenza di temperatura tra ambiente interno ed esterno. Altrettanto importante è il livello di temperatura del fornitore di calore. Il rapporto tra l’energia utilizzata e l’energia termica ottenuta viene definito coefficiente di prestazione (Coefficient of Performance, COP).

Il COP si può calcolare: se una pompa di calore ha una potenza di 8 kWh e richiede 2 kWh di energia elettrica, si ottiene un COP di 4. Anche i produttori indicano il COP. Il COP è determinato in condizioni standard. Inoltre, esiste lo SCOP, Seasonal Coefficient of Performance, ovvero il coefficiente di prestazione stagionale, indicato in base alle diverse stagioni.

Per voi proprietari di immobili è interessante il COP in fase di funzionamento. Infatti, non sempre è pari al valore indicato, bensì dipende da diversi fattori. Uno degli aspetti più importanti è il livello di temperatura del fornitore di calore.

Una pompa di calore aria/acqua può raggiungere un COP di 4,5 quando la temperatura esterna è di 12 gradi Celsius. Se invece la temperatura esterna scende a -10 gradi Celsius, il COP è pari solo a 3,0. Se il riscaldamento ha una temperatura di mandata molto elevata, il COP si riduce ulteriormente, ad esempio a 2,5.

In questo modo si possono calcolare l’efficienza e il consumo elettrico. Con un COP di 4,5 e un fabbisogno termico di 20 kWh, il generatore di calore richiede circa 4,44 kWh di energia elettrica. Se invece il COP scende a 2,5, la pompa di calore ha bisogno di 8,0 kWh di corrente elettrica per produrre la stessa energia termica.

Adattare l’accumulatore tampone e altri componenti per soddisfare il fabbisogno di energia di riscaldamento

Per un funzionamento efficiente del generatore di calore, è importante dimensionare correttamente i singoli componenti del sistema. Ciò non riguarda solo la potenza del generatore di calore stesso. È essenziale invece prestare attenzione a un adeguato dimensionamento di tutte le parti dell’impianto.

Le pompe di calore forniscono energia costantemente. Questo le distingue dagli impianti di riscaldamento a olio combustibile o a gas, che funzionano solo per brevi intervalli di tempo. In questo modo, generano grandi quantità di calore. Un accumulatore di calore sufficientemente grande (il cosiddetto «accumulatore tampone») in rapporto al generatore di calore assicura la compensazione.

Questo aspetto è particolarmente vantaggioso nelle giornate fredde. L’accumulatore di calore, infatti, compensa il maggiore fabbisogno di energia termica. Altrimenti potrebbe essere necessario sostenere il generatore di calore all’interno dell’edificio con un secondo sistema: una soluzione poco pratica e inutilmente costosa. Un accumulatore di calore più grande soddisfa lo stesso scopo, è più comodo e nel contempo più efficiente in termini di costi.

Scegliere i radiatori adatti a una pompa di calore

L’efficienza del generatore di calore dipende in gran parte dai radiatori utilizzati nell’edificio. Un risanamento è il momento giusto per affrontare anche questo aspetto.

Una pompa di calore beneficia di basse temperature di mandata. Tuttavia, nei sistemi con radiatori classici, la temperatura di mandata è relativamente alta. Nei vecchi edifici può raggiungere i 90 gradi Celsius. Con un sistema a condensazione, la temperatura di mandata può essere abbassata fino a 45 °C.

Decisamente migliore è la combinazione di riscaldamento a pavimento e pompa di calore aria/acqua UltraSource B comfort C. Con un riscaldamento a pavimento, la temperatura di mandata può essere compresa tra 30 e 40 gradi Celsius. Pertanto, un generatore di calore abbinato a un riscaldamento a pavimento funziona in modo molto più efficiente rispetto all’abbinamento con altri radiatori.

Anche la temperatura di ritorno influisce sull’efficienza

Nel circuito di riscaldamento, oltre alla temperatura di mandata c’è anche la temperatura di ritorno. Si tratta della temperatura dell’acqua di riscaldamento quando ritorna nel generatore di calore. La temperatura di ritorno è sempre inferiore alla temperatura di mandata, perché il calore viene rilasciato nell’abitazione.

Nella produzione di calore è vantaggioso che la differenza tra la temperatura di mandata e quella di ritorno sia il più possibile ridotta. Il sistema funziona così in modo costante ed efficiente. Anche in questo caso, il riscaldamento a pavimento si rivela un buon abbinamento. In genere, la differenza tra la temperatura di mandata e quella di ritorno è di circa 10 °C. Per altre tipologie di riscaldamento, ad esempio i radiatori classici, la differenza è invece di 15 °C e oltre.

La scelta della fonte di calore influisce sull’efficienza della pompa di calore

Il sistema ottiene l’energia per il calore di riscaldamento da un fornitore di calore specifico. Nella pompa di calore aria/acqua UltraSource B comfort C si tratta dell’aria ambiente esterna all’edificio. La pompa di calore acqua glicolata/acqua UltraSource T comfort utilizza invece l’energia geotermica. Per questo motivo, le pompe di calore acqua glicolata/acqua dispongono di collettori geotermici collocati nel suolo.

Per i due tipi di generatori di calore entra in gioco il COP sopra menzionato. La loro efficienza e il COP dipendono dalla temperatura del fornitore di calore e dalla differenza rispetto alla temperatura nell’accumulatore di calore. Se, come nel caso della pompa di calore acqua glicolata/acqua UltraSource T comfort, come fonte di calore viene utilizzato il terreno, la temperatura è relativamente costante tutto l’anno grazie agli strati di terra isolanti. La temperatura è spesso di 12 gradi Celsius.

Diverso è il caso della pompa di calore aria/acqua UltraSource B comfort C, che utilizza l’aria come fonte di calore: in questo caso la temperatura esterna del momento influisce sul COP. Nelle giornate fredde il COP diminuisce, il che si ripercuote sull’efficienza. Per chi vive in una zona fredda, dove la temperatura esterna è spesso inferiore a -15 gradi Celsius, un sistema di produzione di calore con una pompa di calore acqua glicolata/acqua risulta quindi più efficiente.

Aumentare l’efficienza di una pompa di calore aria/acqua con un pozzo d’aria

Lo svantaggio di un COP ridotto durante i periodi più freddi dell’anno si può compensare con la pompa di calore aria/acqua UltraSource B comfort. A tal fine viene utilizzato un cosiddetto «pozzo d’aria». Questa soluzione è realizzabile soprattutto se in giardino è disponibile spazio per lavori di sterro. Di fatto, già i Romani usavano questa tecnica per la climatizzazione delle loro case.

Un pozzo d’aria è un dispositivo che preriscalda il fornitore di calore della pompa. La pompa di calore aria/acqua UltraSource B comfort utilizza, come detto, l’aria ambiente per produrre energia termica. Nei periodi freddi dell’anno, il generatore di calore deve quindi gestire una differenza di temperatura particolarmente elevata.

Un pozzo d’aria porta l’aria ambiente in un lungo sistema a pozzo nel terreno prima che giunga alla pompa di calore. Dato che la terra è comunque più calda rispetto all'aria anche durante l’inverno più freddo, passando attraverso il pozzo l’aria viene riscaldata. Di conseguenza, allo scambiatore di calore viene messa a disposizione aria preriscaldata. In questo modo è possibile un funzionamento più efficiente con un COP maggiore, e il consumo di energia elettrica per la produzione di calore diminuisce notevolmente.

Il dimensionamento di un pozzo d’aria dipende dal fabbisogno d’aria della pompa di calore. In linea di principio si calcola una lunghezza sotterranea compresa tra tre e cinque metri per 100 metri cubi di volume d’aria all’ora. Le pompe di calore aria/acqua possono richiedere 3000 metri cubi d’aria all’ora, mentre per le pompe di calore aria/aria in alcuni casi sono sufficienti solo 200 metri cubi.

Il pozzo d’aria viene installato a una profondità di circa 250-300 centimetri. I tubi di drenaggio portano l’aria in modo pulito attraverso il suolo fino alla pompa di calore. La posa può essere radiale o a curve, il che riduce notevolmente lo spazio richiesto.

Un pozzo d’aria ha anche altri effetti collaterali positivi. Il pozzo funziona in modo inverso in estate, quando la temperatura esterna è elevata, mentre la terra è più fredda. Utilizzando la pompa di calore per raffrescare l’edificio, la pompa aspira aria preraffreddata. Anche in questo caso la pompa di calore funziona con maggiore efficienza, dato che la differenza di temperatura è inferiore.

Garantire l’efficienza del generatore di calore mediante una manutenzione regolare

Una pompa di calore richiede poca manutenzione, soprattutto rispetto ad altri generatori di calore. È comunque opportuno procedere a manutenzione e controlli a intervalli regolari.

Il sistema vi ringrazierà con un funzionamento affidabile e un elevato rendimento. Anche in questo modo potete quindi aumentare l’efficienza della vostra pompa di calore.

Alcuni di questi controlli e interventi di manutenzione possono essere eseguiti autonomamente. Altri andrebbero effettuati da un’azienda specializzata. Le operazioni più semplici includono il controllo e la pulizia dei filtri e degli scambiatori di calore. 

La pompa di calore aria/acqua UltraSource B comfort C, ad esempio, ha uno scambiatore di calore di questo tipo nell’unità esterna. Qui avviene lo scambio con l’aria ambiente. Pertanto, è importante che l’unità sia priva di impurità. Ciò garantisce uno scambio di calore ottimale. In particolare è il fogliame a ostruire il passaggio dell’aria e le flange di raffreddamento, riducendo l’efficienza del generatore di calore. Un controllo e una pulizia regolare evitano che questo accada.

Il controllo visivo dei componenti meccanici è un altro aspetto di cui può occuparsi il proprietario dell’immobile. Tuttavia, se scoprite un difetto o notate un rumore anomalo, è il momento di chiamare uno specialista.

Manutenzioni eseguite da frigoristi professionisti

Le ulteriori attività di manutenzione richiedono competenze specialistiche. Di conseguenza, dovrebbero essere eseguite esclusivamente da personale specializzato. Ad esempio, ciò che riguarda il circuito del refrigerante. In questo caso si verifica se la pressione è ancora conforme alle specifiche. Se nel circuito è presente una quantità insufficiente di liquido di raffreddamento, il sistema deve lavorare di più. Di conseguenza, anche il rendimento diminuisce ed è necessaria una maggiore quantità di energia elettrica.

Un altro aspetto è la verifica dell’elettronica e del sistema di controllo. Una pompa di calore moderna è un sistema complesso. Le impostazioni del regolatore garantiscono un funzionamento ottimale ed efficiente. Errori o difformità si trovano nella memoria errori. La memoria può essere letta da uno specialista qualificato, in grado di effettuare eventuali correzioni.

È necessario far eseguire tali interventi di manutenzione al massimo una volta l’anno, oppure quando si nota che il sistema non funziona più come al solito. La manutenzione da parte di uno specialista assicura che il generatore di calore sia in condizioni ottimali. Il sistema funziona così in modo efficiente dal punto di vista tecnico ed energetico.

Questi punti rientrano nella regolare manutenzione di una pompa di calore:

  • pulizia dei filtri
  • rimozione di polvere e altre impurità dall’unità esterna
  • verifica delle componenti meccaniche
  • controllo del circuito del refrigerante
  • controllo delle valvole di sicurezza e delle pompe di circolazione
  • verifica dei regolatori e dei comandi elettronici
  • pulizia dell’evaporatore e dello scarico della condensa
  • controllo funzionale del vaso di espansione
  • pulizia del filtro nel circuito di riscaldamento

Sicuri alla meta con il giusto partner

Un elemento essenziale è la consulenza preliminare, per la quale potete rivolgervi a un esperto del settore. È importante adeguare nel modo più preciso possibile la potenza della pompa di calore al fabbisogno con l’aiuto di un progettista o installatore competente. Eventualmente può essere utile l’uso di un accumulatore tampone. Non vanno inoltre dimenticati il controllo annuale e la regolare manutenzione.

Con oltre 40 anni di esperienza nel segmento delle pompe di calore, Hoval offre una gamma completa di pompe di calore per tutti i tipi di edifici: dalle case unifamiliari agli edifici di grandi dimensioni. Risanamento o nuova edificazione in vista? Lasciate che specialisti vi assistano nella scelta della fonte energetica corretta per la vostra soluzione di riscaldamento e climatizzazione: la via più sicura per realizzare una soluzione economica, efficiente in termini di costi e al contempo ecologica.

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