Curva climatica e pompa di calore ?

Curva climatica e pompa di calore ? Facciamo attenzione

Ci sono molte discussioni in merito alla regolazione della temperatura di mandata, in cui la scelta deve cadere tra mandata fissa e curva climatica. In questo articolo approfondiamo in particolare l’abbinamento tra curva climatica e pompa di calore.

Pur focalizzando il caso di riscaldamento invernale con pompa di calore aria-acqua possiamo generalizzare la maggior pare dei concetti su curva climatica e pompa di calore a qualsiasi generatore di calore, come ad esempio una caldaia a gas metano o GPL.

Curva climatica

Curva climatica e pompa di calore non sono sinonimi, vediamo perché.

Innanzitutto: che cos’è la curva climatica ?

In parole semplici:

  • la curva climatica e’ la regolazione del valore nominale della temperatura di mandata in base alla temperatura esterna
  • nella mandata fissa invece il valore nominale della temperatura di mandata e’ costante

Il comportamento della curva climatica e’ stato ideato per assicurare il massimo comfort invernale: il generatore di calore incrementa l’energia termica prodotta al decrescere della temperatura esterna in modo da compensare le dispersioni termiche crescenti della nostra abitazione.

Detto in parole semplici, con la curva climatica minore e’ la temperatura esterna maggiore e’ la temperatura di mandata dell’acqua nell’impianto di distribuzione del calore (che siano termosifoni oppure pavimento radiante).

Risulta quindi indispensabile che sia presente un sensore (sonda) di temperatura esterna.

Possiamo prendere come esempio la curva climatica di riscaldamento della mia pompa di calore Rotex HPSU Compact:

Curva climatica e pompa di calore ?

Prendendo un altro esempio concreto relativo al termostato vSMART della Vaillant vede che il concetto e’ molto simile:

Curva climatica e pompa di calore ?

Curva climatica e pompa di calore

Facciamo ora un passo in avanti focalizzandoci sulla curva climatica in relazione alla pompa di calore.

Il coefficiente di prestazione di una pompa di calore (COP) e’ il rapporto tra la potenza termica erogata e la potenza elettrica necessaria.

Il coefficiente di prestazione della pompa di calore varia molto col variare della differenza tra la temperatura di mandata dell’acqua e la temperatura dell’aria esterna da cui viene prelevato il calore:

Curva climatica e pompa di calore ?

In poche parole, a parità di potenza termica prodotta:

  • maggiore e’ la differenza tra temperatura di mandata dell’acqua e temperatura esterna dell’aria
    • maggiore sara’ la potenza elettrica necessaria
    • minore sara’ la prestazione

Possiamo vederlo sotto due altri punti di vista:

  • a parità di energia termica prodotta e temperatura esterna dell’aria
    • minore e’ la temperatura di mandata dell’acqua
    • minore sara’ l’energia elettrica richiesta (per quanto con un allungamento del tempo di riscaldamento)
  • a parità di energia termica prodotta e temperatura di mandata dell’acqua
    • minore e’ la temperatura esterna dell’aria
    • maggiore sara’ l’energia elettrica richiesta (con un intuitivo allungamento del tempo di riscaldamento)

Per rendere in modo realei concetti descritti, ho costruito un grafico esemplificativo utilizzando i dati di prestazione presenti sul manuale della pompa di calore Rotex HPSU Compact:



Curva climatica e pompa di calore ?
[Delta T rappresenta la differenza tra temperatura di mandata e temperatura esterna]

Per semplicità non tratto in questa sede gli sbrinamenti, che possono avere un impatto importante in condizioni invernali di umidità esterna alta e che tratto in una lunga serie di articoli.

Curva climatica e temperatura esterna

Passo ulteriore nel ragionamento con una considerazione apparentemente banale: la temperatura esterna dell’aria varia con la stagione e con gli orari della giornata (senza sole fa più freddo).

Porto come esempio concreto il 26 dicembre 2014, aggiungendo la rappresentazione della potenza prodotta dal fotovoltaico che ben rappresenta l’irradiazione solare:

Curva climatica e pompa di calore ?

Si vede bene che la temperatura esterna:

  • alle 6 di mattina e’ di 0 ºC
  • alle 15 di pomeriggio e’ di 9 ºC (quando l’irradiazione solare e conseguentemente la produzione del fotovoltaico sta cominciando a calare)

Cominciamo ad unire tutti i concetti finora introdotti tutti insieme, utilizzando sempre la stessa giornata di riferimento ed ipotizzando una temperatura di mandata di 30 ºC avremmo:

  • alle 6 di mattina
    • temperatura esterna dell’aria 0 ºC
    • ΔT mandata acqua – aria esterna 30 ºC
    • COP pompa di calore 3,73
  • alle 15 di pomeriggio
    • temperatura esterna dell’aria 0 ºC
    • ΔT mandata acqua – aria esterna 21 ºC
    • COP pompa di calore 5,40

Quindi alle 15 di pomeriggio produrre la medesima quantità di energia termica costa il 45 % in meno in termini di energia elettrica rispetto alle 6 di mattina !!!

Dunque in inverno e’ meglio che la pompa di calore funzioni di giorno anziché di notte per avere le prestazioni (COP) ottimali, per quanto occorra prendere in considerazione anche la presenza di una tariffa elettrica bi-oraria.

Fotovoltaico

Passo successivo nel caso che la casa elettrica sia alimentata da fotovoltaico: il fotovoltaico produce solo di giorno.

Quarta conclusione: in inverno e’ meglio che la pompa di calore funzioni di giorno anziche’ di notte per massimizzare l’autoconsumo del fotovoltaico.


Curva climatica e pompa di calore: conclusioni

Sintetizziamo tutte le considerazioni precedenti:

  • La curva climatica aumenta la temperatura di mandata dell’acqua con lo scendere della temperatura esterna dell’aria
  • Il comfort aumenta (per quanto marginalmente perché tutte le variazioni sono piuttosto lente)
  • I consumi elettrici aumentano poiché le prestazioni della pompa di calore (COP) si riducono inevitabilmente alle temperature inferiori della notte

Quindi in inverno e’ meglio NON utilizzare la curva climatica per minimizzare i consumi elettrici nell’arco della singola giornata con un livello di comfort comunque accettabile, soprattutto quando l’edificio sia ben isolato.

Pompa di calore e curva climatica dunque non sono necessariamente un sinonimo.

Ovviamente questa conclusione va gestita con particolare attenzione perché occorre:

  • assicurare di poter produrre tutto il calore necessario all’edificio nel corso del giorno
  • accettare una discesa della temperatura interna nel corso della notte per quanto minima in caso di buon isolamento
  • individuare un soluzione equilibrata per l’intera gamma di temperature esterne della stagione invernale (non agevole)
  • trovare il compromesso tra la crono-programmazione del termostato e l’impostazione della temperatura fissa di mandata.

Alla pagina Rotex HPSU Compact: configurazione trovate la mia configurazione corrente.

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Curva climatica e pompa di calore ? Facciamo attenzione ultima modifica: 2015-07-17T15:50:32+00:00 da La mia Casa Elettrica
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31 pensieri su “Curva climatica e pompa di calore ? Facciamo attenzione

  1. Matteo Castellani

    Complimenti per l’articolo Emiliano, da qui ho anche capito come in questi giorni di caldo afoso e alte temperature la mia PdC fa molta fatica (e con tempi molto lunghi) a raggiungere la temperatura di ACS impostata (47°C) rispetto a qualche settimana fa quando la Text era notevolmente inferiore.
    Sfrutto la tua disponibilità per porti altre tre domande che forse potranno essere utili anche ad altri utenti andando più sul pratico:
    1) la regolazione climatica viene esclusa una volta che si impostano i vari programmi?
    2)se volessi lavorare in climatica, come faccio a capire qual è la curva (e quindi il parametro da settare nella mia PdC) giusta per la mia casa?
    3) conviene quindi impostare un programma automatico uno in funzione delle varie stagioni andando a cambiare (oltre i parametri di temperatura interna e orari) anche la temperatura di mandata dell’impianto per avere un riscaldamento giornaliero che possa permettermi di stare bene anche la sera?

    Rispondi
    1. La mia Casa Elettrica

      Risposte:
      1) la climatica e’ un possibile comportamento di “basso livello” della pompa di calore (definisce la regolazione del setpoint per la temperatura di mandata. I programmi lavorano invece sui setpoint della temperatura ambiente ed ACS
      2) la giusta curva si raggiunge col tempo (diciamo pure settimane/mesi) affinandola man mano in funzione delle temperatura esterna. Non si puo’ avere fretta perche’ il riscaldamento a pavimento e’ lento per definizione.
      3) In base alla mia esperienza personale, per il riscaldamento si possono avere due regolazioni (per quanto simili) per pieno inverno e mezza stagione.

      RIbadisco che ci vuole tempo, pazienza e possibilmente un sistema di monitoraggio tipo il mio per ottenere un risultato estremamente preciso. Oppure cercare di osservare tempi di accensione e spegnimento effettivi.

      Rispondi
  2. Emanuele Lessi

    Caro Emiliano è da un pò che seguo il blog, complimenti per i vari articoli che leggo costantemente e per le informazioni che metti a disposizione. Volevo uno scambio di opinioni: io ho installato ad Agosto una HPSU 508 Biv (con solare predisposto e non installato), collegata ad un impianto fotovoltaico da 4,5 KW precedentemente installato (prov. di VE). Riscaldamento a pavimento e raffrescamento tramite idrosplit. Dopo aver risolto problemi di configurazione con diversi centri assistenza (e nessuno ha mai centrato in pieno la problematica da subito), mi trovo nella condizione di trovare una configurazione per la mezza stagione: troppo presto per il riscaldamento a pavimento e fresco alla sera per non aver una fonte di riscaldamento. Ho pensato di accendere gli split in riscaldamento: il centro assistenza mi ha consigliato di impostare la curva climatica a 3 e la Max T Flow a 50°. Può essere corretta una impostazione di questo tipo per la mia esigenza, prima di accendere il risc a pav?Credo non ci sia un riguardo ai consumi con questa impostazione…
    Ti ringrazio.
    Emanuele

    Rispondi
    1. La mia Casa Elettrica

      Francamente non ho esperienza con gli split alimentati ad acqua. La curva climatica riguarda soprattutto come la mandata si regola con la temperatura esterna. 3 e’ un valore elevato. Come e’elevata e’ la temperatura massima (MOLTO quindi COP ridotto). Sicuramente cosi’ ti riscaldi ma probabilmente consumi parecchio (con accendi e spegni). Dovrei leggere qualcosa sullo split. Io proverei con mandata fissa provando a manella con temperature diverse. Minore e’ la mandata maggiore e’ il COP. Non scordarlo mai.

      Rispondi
      1. Emanuele Lessi

        In effetti, appena verificato con macchina in risc. sul contatore Enel il prelievo attuale era di 1,8 kW…togliendo qualche lampada e elettrodomestico, credo che il consumo della HPSU fosse di 1,5 circa…Forse qua arriva il mio limite: mandata fissa, significa che devo mettere la curva a 0?E imposto la T Max Flow sui 30/35? (salvo verifica del funzionamento dello split con temp. cosi bassa)

        Rispondi
        1. La mia Casa Elettrica

          Per mettere in mandata fissa devi mettere il parametro “HC Function” a 1. Si trova in “Configurazione – Config. Circ.Risc.” (entrando in modalità tecnico).
          La temperatura di mandata fissa la imposti con il parametro “Temp. Mandata giorno” in “Configurazione – Config. Circ.Risc. – riscaldare”.

          Ma hai i Rotex HP Convector ?

          Rispondi
      1. Emanuele Lessi

        Ok quando attivo il risc a pav. provo i settaggi nel tuo file excel e faccio un paio di tentativi..
        Cmq scusa non avevo visto..ho fancoil daikin FWT02 per zona notte e zona giorno FWM a soffitto..

        Rispondi
  3. Emanuele Lessi

    Bene, ho messo HC function a 1 e la temp. mandata giorno a 40, però rimanendo impostata la T max flow come in precedenza a 50°, la HPSU me l’ha portata a 50..Ho impostato anch’essa a 40° e vediamo…

    Rispondi
    1. Simone Gavioli

      io questa estate ho mondato:
      1 FWT06
      1 FTW03
      2 FWT02
      ed ho una hpsu compact 508.
      il freddo è stato semplice ottenerlo ma per il caldo ci sto ancora mettendo mano.
      Non riesco a settare a dovere la rotex per farla andare “bene”.
      ho provato ad alzare le T amb. 1-2-3 al massimo ed anche la T mandata giorno a 40°C e così ho ottenuto:
      i primi 15 min di split che buttava fuori aria gelida e poi molto lentamente aria calda.
      non c’è il modo per far si che “lavorino bene” split+hpsu???
      servirebbe una bella guida al riguardo

      Rispondi
      1. Simone Gavioli

        non è presto, il mio intento è utilizzare ora nella mezza stagione (quindi con una bassa richiesta) gli idrosplit per fare caldo e poi, una volta che arriverà il freddo autunnale passare al riscaldamento a pavimento…

        Rispondi
        1. La mia Casa Elettrica

          Come già scrivevo non ho esperienza di fancoil. Comunque si tratta di regolare la temperatura che gli serve da manuale. Se leggi in questo thread di risposta altri ce l’hanno.

          Ti suggerisco, eventualmente, di aprire un threadi di discussione su un forum per trovare collaboratori.

          Rispondi
  4. Matteo Castellani

    Ciao Emiliano, vorrei chiederti una delucidazione. Ho fatto partire la PdC (HPSU308 / 8kW) per aumentare leggermente la temperatura in casa (la mia signora con 20.3/20.6 gradi senza riscaldamento ha freddo..), a differenza dell’anno scorso la faccio lavorare in mandata fissa. Ora, avendo un FV da quasi 6 kW che anche in giornate piuttosto coperte mi produce sempre quei 600-800 kW volevo portare la temp in casa a valori alti di giorno per poi vivere di rendita la notte.
    Ho impostato:
    Temp mandata giorno 27°C
    Temp mandata notte 26°C
    Max T flow 30°C
    Min T-Flow 20°C
    Automatico 1: 7.00-9.00 T=20°C
    9.00 – 17.30 T=21°C
    17.30-23.00 T=20°C
    23.00-7.00 Triduzione= 18°C
    A tuo avviso può essere una regolazione giusta?

    Quello che non capisco è su quale parametro devo agire per avere alte t di giorno per vivere di rendita la notte, nello specifico il mio dubbio è: devo regolarmi alzando e abbasando le T di automatico/riduzione oppure tenere quelle fisse e giocare sulle temperature di mandata giorno/notte ed eventualmente agire sulla max/min performance durante l’inverno quando la richiesta di calore sarà maggiore?
    Immagino che tu agisca direttamente sul cronotermostato, io avendo dei termostati a rondelline non programmabili che aprono/chiudono le elettrovalvole dei vari circuiti del riscaldamento ho abbasatanza le mani legate e devo agire direttamente sulla HPSU. Eventualmente l’unica cosa che posso fare è mettere tutti i termostati la mattina su 25°C per aprire tutti i circuiti e abbassarli a 21°C di sera, ma vorrei evitare questo ingrato “lavoro” per tipo 6 mesi…

    Rispondi
  5. Emanuele Lessi

    Gent.le Emiliano ciao, Matteo mi ha anticipato nell’intervento.
    dopo la breve esperienza con gli split idronici per aumentare il comfort alla sera, ieri ho acceso il risc a pav. in climatica. Non essendo esperto e gli installatori non riescono a darmi una risp, se possibile con il tuo aiuto volevo capire alcuni concetti:
    Max T flow/Min T flow vengono gestiti solo se ho HC function a 0, ovvero con curva climatica?E tem mandata giorno/notte solo se mandata fissa (HC function 1)? quindi una impostazione scelta (0 o 1) esclude una coppia dei due parametri?

    Se uso la curva climatica con Max T flow a 29, e interpretando il grafico della curva climatica in base alla mandata e alla T esterna, leggo una temp di mandata superiore a 29, cosa succede? la macchina si ferma a 29?

    Avendo anch’io i termostati on/off, quando la T ambiente raggiunge la T impostata da termostato la Hpsu stacca..quindi la Hpsu lavora on/off tutto il giorno. Teoricamente (funzionante o no) a cosa serve il Valore Temp Giornata da impostare nella macchina se la priorità la da il termostato esterno?

    Le programmazioni Automatico 1 ecc, valgono solo con mandata fissa?

    Rispondi
  6. Matteo Castellani

    Per quello che posso provo a risponderti io.
    Avendo termostati On/Off un parametro importante è quello del Room Thermostat: se è impostato su On la macchina segue la domanda da parte dei termostati fregandosene tranquillamente dei programmi impostati.
    Sicuramente mandata giorno/notte funzionano solo con HC function=1 (come da manuale).

    Se è come dice Emiliano (e sicuramente sarà così visto il suo grande lavoro degli ultimi anni) conviene lasciare un valore fisso come Tambiente 1-2-3 e lavorare solo su temperatura di mandata giorno/notte e poi lavorare tramite cronotermostato. La fregatura è che diminuiscono sensibilmente le possibilità di programmazione: da 3 intervalli di giornata + 1 in riduzione (o assenza) di notte si passa a due intervalli: uno di giorno con temp mandata giorno e uno con temp mandata notte.

    Emiliano, vista l’inutilità del cronotermostato interno per far produrre meno di notte secondo te mi conviene impostare una temperatura mandata notte molto inferiore a quella mandata giorno? tipo 22°C? o è un’azzardo e converrebbe lasciare comunque una temperatura simile a quella del giorno e poi abbassare i vari termostati nelle stanze in modo che i circuiti si attivino solo se la t della stanza si abbassi sotto la soglia minima?

    Rispondi
  7. Emanuele Lessi

    Ciao Matteo, grazie della risp! …quindi avendo termostati manuali on/off, lascio temp. fissa nella Hpsu e li regolo manualmente, operando su di essi alzandoli alla mattina, e abbassandoli alla sera…
    Ho messo Max T flow a 29 e min a 28.
    Il termostato adesso durante il giorno ho impostato 22°….alla sera lo abbasserò..Verifico il parametro dRoom Thermostat..

    Rispondi
  8. Emanuele Lessi

    Ecco ho il parametro in On quindi la macchina segue i termostati. Se metto in off, dovrebbe seguire
    le impostazioni regolate da display (e qui in teoria non funzionano giusto?).
    Ma se setto la T giornaliera, ipotesi a 21, dove viene rilevata la temperatura, avendo escluso i termostati?

    Rispondi
  9. Emanuele Lessi

    Riguardo la curva climatica, tutto mi torna ma non il secondo shake….evidentemente mi sfugge qualcosa: con curva climatica imposto la Max T flow (29°) e la temp. non sale oltre a questo e si modula in base alla T esterna in base alla curva climatica (quindi da 29° in giù); con mandata fissa rimane costante indipendentemente dalla T esterna quindi ipotesi di 29° fisso. Perchè conviene allora questa seconda opzione?

    Rispondi
  10. Andrea Lucchese

    te l’ha spiegato bene Emiliano https://lamiacasaelettrica.wordpress.com/2015/07/17/pompa-di-calore-e-riscaldamento-invernale-usare-la-curva-climatica-meglio-di-no-se-vuoi-risparmiare/
    chiaramente tutto dipende anche dalle performance del tuo involucro.
    Tradotto materialmente … se perdi intorno a 0,5° lo puoi fare, altrimenti la questione diventa più complessa e da valutare
    Carichi di giorno e di notte vivi di rendita
    T esterne inferiori equivalgono a cop inferiori, defrost + frequenti quindi maggiori consumi elettrici.

    Rispondi
  11. magonicola

    Gent.mo buona sera,

    nella mia abitazione di 120 mq abbastanza ben isolata (non conosco la classe, ma passo da 19-20 a 17-18 lasciando 12 ore spento l’impianto con -7 esterni) mi riscaldo con pompa di calore da 9kWt su impianto a pavimento, ed ho un impianto fotovoltaico da 4,5 kWp.

    Dato che l’autoconsumo non pareva aumentare, ho deciso di tarare la mia pompa di calore in questo modo:

    1) abilitata con mandata a temperatura “normale” dalle 7 alle 11 e dalle 14 alle 18 (accensione effettiva controllata dai termostati+testine);

    2) sempre accesa indipendentemente dalla temperatura interna con mandata a temperatura “maggiorata” di 5 gradi dalle 11 alle 14 (picco di produzione fotovoltaico) – ci sono delle serpentine dell’impianto a pavimento che sono sempre aperte.

    3) disabilitata nelle altre ore

    Le temperature impostate sono “normale” a 37 e “maggiorata” a 42, con curva climatica lineare che riduce di 0,65° per ogni grado esterno superiore a -5 (es: a 5° ext la mandata è rispettivamente di 30,5 e 35,5). Questi parametri sono stati dedotti “empiricamente” durante l’inverno scorso e associano al comfort interno il minimo degli “attacca e stacca” dei termostati.

    Crede che grazie alla presenza del fotovoltaico può essere una buona impostazione o è meglio – come sostengono molti – lasciare la pompa di calore sempre abilitata e lasciare ai Termostati ambiente il compito di azionarla in qualsiasi momento?

    Grazie.

    Rispondi

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