Dimensionamento pompa di calore aria acqua; dimensionare pompa di calore

Dimensionamento pompa di calore aria acqua

Quando una pompa di calore e’ l’unica fonte di riscaldamento della vostra casa, con un corretto dimensionamento pompa di calore aria acqua non c’e’ rischio alcuno di rimanere al freddo.

Potrai scoprire, ad esempio, perché mi era stato consigliato dal costruttore della mia casa elettrica di mettere modello da 8 / 11 kW ma ho comunque deciso di dimensionare pompa di calore a soli 6 kW !

Dimensionamento pompa di calore aria acqua

Senza mai rinunciare all’ausilio di un professionista della progettazione, e’ possibile in autonomia fare una verifica di massima sul corretto dimensionamento pompa di calore aria acqua.

Utilizzando i dati di efficienza energetica del vostro edificio, presenti ad esempio nel vostro documento di  certificazione energetica, il calcolo qui’ proposto vi fornirà:

  • un’ottima approssimazione del dimensionamento della potenza della pompa di calore alla temperatura esterna di progetto
  • un valido confronto tra i dati nominali di efficienza energetica della vostra abitazione ed i consumi energetici effettivi

Per chi volesse approfondire l’argomento dimensionare pompa di calore potete anche guardare questo video:

Da non perdere
Per avere maggiori dettagli sulle caratteristiche dell’involucro e degli impianti della mia casa elettrica ti consiglio di leggere Informazioni.

Perdite termiche dell’edificio

Il sistema di riscaldamento della nostra casa, come ad esempio una pompa di calore aria acqua, serve a compensare le perdite di energia termica dell’edificio come ben riassunto in questo schema:

Dimensionamento pompa di calore aria acqua; dimensionare pompa di calore

L’energia termica dispersa, da compensare con l’energia termica prodotta dalla pompa di calore per mantenere la temperatura interna, e’ proporzionale alla differenza di temperatura tra l’interno e l’esterno della nostra casa:

E_termica_dispersa = K * (T_int – T_est)

Conoscendo il fabbisogno termico ad una temperatura esterna di riferimento, possiamo determinare l’energia termica richiesta ad una qualsiasi temperatura mediante una semplice proporzione matematica:

E_termica = E_termica_rif * (T_int – T_est) / (T_int – T_est_rif)

Utilizzando dati di efficienza energetica dell’edificio, abbiamo quindi:

  • un’ottima approssimazione per il dimensionamento generatore termico alla temperatura esterna di progetto
  • un utile modo di validare i dati nominali di efficienza energetica del nostro edificio rispetto a quelli effettivamente riscontrati sul campo

Vediamo ora di applicarli per dimensionare pompa di calore aria acqua.

Dati del mio edificio

Parametro Valore
Periodo di attivazione impianto riscaldamento 15 ottobre – 15 aprile (183 giorni)
Gradi Giorno 2.544 [GG]
Temperatura esterna di progetto -5 ºC
Temperatura interna media 20 ºC
Superficie utile 114,35 m²
Fabbisogno annuo di energia termica
Climatizzazione invernale ETH
 66,11 [kWh/m²a]

I dati di esempio si riferiscono all’attestato di certificazione energetica (ACE) della mia abitazione: alla pagina Informazioni potete trovarli in versione completa.

Vediamo il significato dei principali parametri:

  • Il grado giorno di una località è la somma sui giorni della stagione di riscaldamento, delle differenze positive tra temperatura interna convenzionale e temperatura media esterna.
  • La temperatura esterna di progetto rappresenta la temperatura minima alla quale il generatore di calore fornisce l’energia termica comunque sufficiente a mantenere la temperatura interna.
  • Il fabbisogno annuo di energia termica per climatizzazione invernale ETH e’ l’energia termica richiesta, nel corso della stagione di riscaldamento, per la climatizzazione invernale.

E’ fondamentale non confondere il dato di fabbisogno di energia termica con quello del fabbisogno di energia primaria (energia elettrica per la pompa di calore).

La nuova normativa ha sostituito l’attestato di certificazione energetica con l’attestato di prestazione energetica (APE).

Per quanto il fabbisogno termico per riscaldamento il nuovo parametro di interesse e’ EPH,nd che esprime l’indice di prestazione termica utile per il riscaldamento. Anch’esso e’ misurato in [kWh/m²a].

Intervallo di funzionamento

Le ore di funzionamento della pompa di calore non potranno mai essere 24 per due modalità di interruzione del normale ciclo di funzionamento:

  • la produzione di acqua calda sanitaria (ACS)
  • i cicli di sbrinamento

Nel mio calcolo ho assunto quale giornata peggiore 14 ore di riscaldamento, lasciando un margine di 8 ore per produzione acqua calda sanitaria, sbrinamenti e varie ed eventuali.


Calcoli intermedi

I gradi giorno ci dicono in sostanza la temperatura media di riferimento per il luogo in cui abitiamo:

T_esterna_media_inverno = T_interna – Gradi_giorno / Durata_stagione_riscaldamento = 20 – 2.544 / 183 = 6,1 ºC

Il fabbisogno termico e’ l’energia termica necessaria, per unita’ di superficie, ad una data temperatura esterna.

Determiniamone il valore medio giornaliero:

E_termica_riscaldamento = ETH * Superficie_Utile = 66 * 114,35 = 7.547 kWh/a
E_termica_riscaldamento_giorno = E_termica_riscaldamento / Durata_stagione_riscaldamento = 7.547 / 183 = 41,24 kWh/giorno

Ovvero l’energia termica giornaliera per riscaldamento necessaria per una T interna di 20 ºC nel periodo invernale di riferimento e’ di 41,24 kWh,

Nel caso disponiate del nuovo attestato di prestazione energetica, la prima formula diventa:

E_termica_riscaldamento = EPH,nd * Superficie_Utile

Dimensionamento pompa di calore aria acqua

Mediante la proporzione ricavata in precedenza possiamo trovare l’energia termica necessaria alla temperatura esterna di progetto:

E_termica_riscaldamento@T_progetto = E_termica_riscaldamento_giorno * (T_interna_media – T_progetto) / (T_interna_media – T_esterna_media_inverno) = 41,24 * (20 + 5) / (20 – 6,1) = 74,2 kWh/giorno

Ovvero l’energia termica giornaliera per riscaldamento per una temperatura interna di 20 ºC alla temperatura esterna di progetto di -5,0º C e’ di 74,2 kWh,

In base alle ore di funzionamento stabilite, possiamo finalmente arrivare a dimensionare pompa di calore aria acqua:

 P_termica@T_esterna_progetto = E_termica_riscaldamento@T_esterna_progetto / Ore_funzionamento_riscaldamento = 74,2 / 14 = 5,3 kW 

E prima di sovra-dimensionare la vostra pompa di calore, ricordate che mi era stato suggerito di mettere una taglia di 8 / 11 kW, ricordate sempre che le pompe di calore hanno sempre come opzione una resistenza elettrica che funge da back-up in caso di emergenza.

Se avete ancora qualche dubbio leggete Pompa di calore Rotex HPSU Compact: backup-heater.


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Dimensionamento pompa di calore aria acqua ultima modifica: 2016-01-11T10:30:04+00:00 da Emiliano Maina

4 pensieri su “Dimensionamento pompa di calore aria acqua

  1. Giacomo Ferro

    a breve farò installare un impianto a pavimento giacomini spider + pompa di calore identica alla tua + vmc zhender, sono indeciso sull’installazione di un impianto fotovoltaico, non sarebbe meglio mettere due pannelli per il solare termico? l’energia che scambi è praticamente regalata e quella che consumi nei momenti di maggiore utilizzo è cmq pagata a tariffa standard. cosa mi consigli? la casa è nuova ipercoibentata mq 120. Siamo una famiglia di 4 persone “classica” ad oggi in una casa di 70 mq consumiamo 470€ anno di metano per scaldare e cucinare e 1220 kw/h di corrente elettrica. Vorrei cercare di razionalizzare i consumi al fine di non trovare sorprese… p.s. secondo te con una fornitura da 3.3 kw potrei provare in un primo periodo con la tariffa bioraria classica?

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    1. Emiliano Maina

      Non metterei mai il solare termico, e’ un doppione. Il fotovoltaico e’ + flessibile (quando hai troppa acqua calda non la usi). E lo SSP non e’ affatto male.
      Con la pompa di calore devi mettere almeno 4,5 kW.
      Metti un FV pari ai consumi totali presunti (un 4,5 kWp visto che non credi nello SSP).

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      1. Manolita Fiore

        Confermo, anche io pensavo di mettere il solare termico visto che Altherma ha la predisposizione, ma per chi ha il fv, in pratica basta alzare la temp dell’ACS da 45°C a 50 o poco più nelle ore centrali del giorno per avre l’acqua calda la sera. In questo modo l’autoconsumo aumenta. Forse con le pompe di calore di oggi si può fare anche con lo smartphone.
        Giacomo Brogi

        Rispondi

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