Consumi casa elettrica – Gennaio 2017

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E siamo finalmente arrivati a poter fare dei bilanci sul primo inverno con temperature normalmente basse. Nella pratica e’ il primo “vero inverno” gestito mediante la mia Daikin HPSU Compact.

I dati pubblicati sono i consueti (a cui ho aggiunto per leggibilità la differenza tra i parametri climatici interni ed esterni)

  • Esterno
    • temperatura esterna effettiva (misurata con un’unita’ esterna dell’OpenEnergyMonitor)
    • umidità esterna effettiva (misurata con un’unita’ esterna dell’OpenEnergyMonitor)
  • Interno
    • temperatura interna effettiva (misurata con un’unita’ interna dell’OpenEnergyMonitor)
    • umidità interna effettiva (misurata con un’unita’ interna dell’OpenEnergyMonitor)
  • Delta
    • differenza di temperatura effettiva tra interno ed esterno (misurate con OpenEnergyMonitor)
    • differenza di umidità effettiva tra interno ed esterno (misurate con OpenEnergyMonitor)
  • Energia elettrica
    • prodotta dal fotovoltaico
    • consumata complessivamente dalla casa
    • prelevata dalla rete
    • immessa in rete
  • PVGIS
    • produzione di energia elettrica teorica prevista per il fotovoltaico
    • confronto con la produzione effettiva
  • Dettaglio Energia elettrica consumata
    • pompa di calore (che si occupa di riscaldamento, acqua calda sanitaria e raffrescamento)
    • UTA (ventilazione meccanica controllata, deumidifica, eventuale integrazione in riscaldamento/raffrescamento)
    • tutti gli altri consumi elettrici (inclusa la piastra ad induzione della cucina)

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Direi che i tempi sono finalmente maturi per fare qualche confronto tra i dati dei fabbisogni termici previsti nel mio Attestato di Certificazione Energetica (ACE) ed i consumi elettrici effettivi della pompa di calore.

Suggerisco innanzitutto di rileggere Pompa di calore – dimensionamento semplificato.

Il mio ACE (vedi Informazioni) ci dice:

  • Fabbisogno annuo di energia termica per climatizzazione invernale ETH = 66,11 kWh/m²a
  • Fabbisogno annuo di energia termica per acqua calda sanitaria ETW = 18,59 kWh/m²a
  • Superficie utile = 114,35 m²
  • Gradi Giorno = 2.544 GG
  • Periodo di attivazione dell’impianto = 15 ottobre – 15 aprile ⇒ 184 GG

Come di consueto possiamo ricavare una formula, mediante semplici proporzioni, per determinare il fabbisogno termico di un determinato mese conoscendo le temperature interne ed esterne medie:

  • Fabbisogno mensile di energia termica per riscaldamento = ETH * Superficie Utile * Giorni Mese * (Temperatura interna media – Temperatura esterna media) / Gradi Giorno
  • Fabbisogno mensile di energia termica per ACS = ETW * Superficie Utile * Giorni Mese / 365

Applicandole per semplicità ai mesi invernali completi (novembre → marzo) disponibili possiamo ottenere i fabbisogni termici effettivamente attesi e confrontarli con i consumi elettrici effettivi ottenendo un valutazione del COP effettivo:

alfaNon parrebbe nulla di particolarmente esaltante. Ma dobbiamo confrontare con i dati nominali del generatore di calore, ovvero della pompa di calore.

Recuperiamo la documentazione di prodotto della Daikin HPSU Compact (PRESTAZIONI AI CARICHI PARZIALI UNITA’ A BASSA TEMPERATURA RRLQ/RVLQ/ERLQ E ALTA TEMPERATURA RRRQ/ERRQ – 12/09/2013) su cui si trovano i COP dichiarati dal produttore.

Riporto per comodità solo i dati rilevanti per il mio caso specifico:

rrlq1 rrlq2

[Mi permetto di osservare che le unita’ esterne ERLQ e RRLQ hanno esattamente le stesse performance …]

Alcune osservazioni importanti sui valori indicati nel documento delle prestazioni nominali:

  • Dati integrati indica che sono incluse anche le perdite per sbrinamento
  • La normativa EN 14511 per la misura dei rendimenti delle pompe di calore per riscaldamento / ACS prescrive che sia inclusa nella potenza elettrica assorbita anche la pompa di circolazione

Abbiamo ora tutti gli strumenti per fare un confronto completo: per essere ancora più pedantico del solito ho stimato la temperatura media di mandata in riscaldamento richiesta dal mio involucro (che opera con curva climatica 0,5 e scorrimento 20,5 ºC) per una scelta del COP nominale la più precisa possibile dare una valutazione del COP teorico ultra-precisa.

Ho ipotizzato, in modo conservativo per il COP, che l’energia per il riscaldamento sia distribuita su 20 ore giornaliere, mentre la produzione di ACS su 2 ore. Questo ha permesso di identificare il regime di funzionamento atteso per la pompa di calore.

Possiamo rappresentare in un paio di grafici come i fabbisogni del mio involucro si confrontino con i dati nominali della mia Daikin HPSU Compact 6kW;

potenza

Questo grafico ci dice semplicemente che la mia pompa di calore, in una gamma di temperature esterne rappresentativa, dovrebbe lavorare sempre con un carico inferiore al 70% della potenza nominale disponibile.

Possiamo vederlo facilmente con una tabella riepilogativa:

percent

Vediamo il grafico dei COP nominali corrispondenti:

grcop

Il COP Pesato teorico, da confrontare con quello effettivo determinato in precedenza, e’ determinato pesando i COP Riscaldamento ed ACS nominali in base ai rispettivi fabbisogni termici:

COP Pesato Teorico = (E Term. Risc.  + E Term. ACS) / (E Term. Risc. / COP Nom. Risc. + E Term. ACS / COP Nom. ACS)

Ecco il risultato dove ho ordinato in base alla temperatura esterna media ed evidenziato in giallo le colonne con i dati chiave:

tabellacop

Se non ho commesso errori grossolani, da questa valutazione emerge che:

  1. parrebbe che sul mio sistema, il COP effettivo sia inferiore anche del 35% / 40% rispetto a quello nominale (dichiarato dal produttore) nei mesi piu’ freddi (e che quindi richiedono piu’ energia)
  2. E’ sicuramente certo che scendendo sotto temperature esterne medie di 4 ºC / 5 ºC l’efficienza effettiva si riduce drammaticamente rispetto a quella prevista nominalmente
  3. A temperatura esterne medie “relativamente alte” (maggiori di 8 ºC) la differenza si riduce ad un 15%

maxresdefault

Non e’ che forse tutto questo c’entra con quanto ho riscontrato in Defrost Daikin: una scelta consapevole ? e su cui, al momento della redazione di questo articolo, aspetto ancora una risposta definitiva ?

Proviamo a rappresentare in un diagramma per rendere le cose semplici:

graficocop

La sostanza non cambia guardano i dati nell’ovale arancione: scendendo sotto temperature esterne di 4 ºC / 5 ºC l’efficienza effettiva si riduce drammaticamente rispetto a quella prevista nominalmente.

Direi che ci saranno puntate ulteriori su questo argomento, anche grazie a quanto emergerà col progetto di monitoraggio in corso di realizzazione:

Hack my Daikin HPSU Compact: prima parte

Hack my Daikin HPSU Compact: seconda parte

Stay tuned, se ne vedranno delle belle !

4 risposte a “Consumi casa elettrica – Gennaio 2017”

  1. Concordo pienamente sul tema defrosting, è ancora una lacuna pesante per le pompe di calore elettriche, col clima padano poi non ne parliamo.
    Sono colpito dal livello di dettaglio che metti in tutti i post e nella composizione degli indici di confronto che ritieni opportuni per valutare i dati che hai a disposizione, se non dichiarassi apertamente di non essere un addetto ai lavori, direi a prima vista che lo sei.
    Posso dirti però che confrontare dei dati reali di consumo con quelli derivati dalla certificazione energetica ha senso fino ad un certo punto, poichè la normativa di calcolo nella casistica A2 considera delle condizioni di esercizio standard che con ogni probabilità non sono aderenti all’uso reale dell’immobile. Stessa cosa vale per i dati di performance stagionale delle macchine termiche.
    Certo, tu mi dirai che, normalizzando e riducendo tutto a parametri indipendenti dal tempo e dalle temperature, gli indici sono comunque confrontabili, ma il confronto in ogni caso non calza abbastanza.
    Ancora complimenti.

    1. Vero che la certificazione energetica potrebbe essere approssimata ma e’ il miglior dato di progetto di cui dispongo.

      Col monitoraggio avanzato della pompa di calore ho comunque aggirato il problema potendo estrarre direttamente la potenza termica effettivamente generata (nelle varie fasi possibili di funzionamento).

      Purtroppo il risultato non cambia (anzi …).

      Vediamo l’inverno che arriva che porterà ai de-frost della mia Daikin HPSU Compact: la mia battaglia per risolvere il problema non si e’ conclusa.

      1. Purtroppo, trattandosi di una macchina che fa defrosting per inversione di ciclo, il problema con ogni probabilità rimarrà. Il mio consiglio (assolutamente a freddo e sapendo molto poco di quanto riguarda il tuo caso) è non usare la climatica e affidarsi molto di più all’effetto di isteresi garantita dal sistema radiante. Non vedo altre semplici soluzioni.
        In gamba!

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