Quanto consuma una pompa di calore 2017

Quanto consuma una pompa di calore 2017

Febbraio 2017: il momento giusto per poter fare un bilancio reale su quanto consuma una pompa di calore.

In generale le principali componenti di consumo di una pompa di calore aria-acqua sono le seguenti:

  • compressore, che rappresenta ovviamente di gran lunga la componente più grande
  • pompe di circolazione, che muovono l’acqua nel sistema di distribuzione termica (pavimento radiante, termosifoni, ventilconvettore), sono piccole ma non trascurabili
  • elettronica di controllo: opera, per quanto con consumi marginali, anche quando il sistema e’ in stand-by rispetto alle esigenze momentanee di riscaldamento, raffrescamento, acqua calda sanitaria

Grazie al primo gennaio realmente freddo da quando utilizzo la mia pompa di calore Rotex HPSU Compact per riscaldare la mia casa elettrica abbiamo parecchi dati reali a disposizione:

Quanto consuma una pompa di calore 2017

Utilizzeremo le informazioni seguenti:

  • monitoraggio consumi elettrici e temperature
  • certificazione energetica dell’edificio

per tentare di confrontare le prestazioni nominali della nostra pompa di calore Rotex HPSU Compact con quelle effettive. La maggior parte delle conclusioni sono generalizzabili a qualsiasi pompa di calore aria-acqua.

Questo articolo e’ un po’ più lungo del solito ma vi suggerisco di leggerlo tutto perché ci saranno delle sorprese succulente !

Dati effettivi misurati

Il primo passo per stabilire quanto consuma una pompa di calore e’ quello di rilevarne i consumi elettrici effettivi.

L’andamento dei dati relativi agli ultimi tre anni e’ il seguente:

MeseT Esterna
(°C)
T Interno
(°C)
E. Elettr. Consumata
(kWh/mese)
TotalePompa di
Calore
Unita' Trattamento
Aria
Altro
dic-145.320.285948033352
gen-153.319.688756033297
feb-154.119.670143531241
mar-159.420.153821733278
apr-1514.521.037010637231
mag-1519.723.23386743195
giu-1525.124.3582208154221
lug-1529.124.6745376255181
ago-1524.624.3487201133170
set-1518.92430310365265
ott-1513.221.141610536274
nov-157.920.363727633328
dic-155.020.183545533347
gen-163.019.792454833337
feb-166.420.164831027307
mar-168.920.453422725286
apr-1615.6213707125283
mag-1618.322.63797632272
giu-1623.424.939011275212
lug-1626.225.4647203174287
ago-1624.225.92809356141
set-1621.125.242613064248
ott-1612.821.638411328247
nov-167.920.758126225291
dic-162.820.696660825338
gen-170.421.41.12881026307
feb-175.621.767038224274
mar-1710.721.847616527277



Grazie alla possibilità di misurare in modo autonomo differenti carichi elettrici, dispongo dei dati effetti di consumo relativi a:
  • pompa di calore (riscaldamento, acqua calda sanitaria e raffrescamento)
  • unita’ trattamento aria (ventilazione meccanica controllata e deumidifica estiva)
  • tutte gli altri apparecchi elettrici (incluso il piano di cottura ad induzione)

ed anche della misura effettiva di temperatura esterna ed interna della mia abitazione.

Ho evidenziato i dati relativi ai mesi di dicembre e gennaio degli ultimi tre anni che chiaramente coincidono con il periodo più rigido dell’inverno.

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Attestato di Certificazione Energetica

Utilizzando i dati dei fabbisogni energetici previsti nel mio Attestato di Certificazione Energetica (ACE) abbiamo i dati necessari da confrontare con i consumi elettrici effettivi e stabilire quanto consuma una pompa di calore nella realtà.

L’efficienza energetica per il mio edificio e’ la seguente:

PARAMETRONOMEVALOREUnita'
di misura
ProvinciaPavia
ComuneVigevano
Periodo di attivazione dell’impianto15 ottobre – 15 aprile
Gradi Giorno2.544GG
Superficie utile114,35
Fabbisogno annuo di energia termica
Climatizzazione invernale ETH66,11kWh/m²a
Climatizzazione estivaETC19,17kWh/m²a
Acqua calda sanitariaETW18,59kWh/m²a
Fabbisogno di energia primaria
Climatizzazione invernaleEPH25,98kWh/m²a
Climatizzazione estivaEPCkWh/m²a
Acqua calda sanitariaEPW12,34kWh/m²a
Totale per usi termicEPT38,32kWh/m²a

Alla pagina Informazioni potete trovare tutti i dettagli.

Coefficiente di prestazione effettivo pompa di calore

Conoscendo le temperature interne ed esterne medie mensili possiamo facilmente stimare i fabbisogni termici del mese proiettando i dati della certificazione energetica dell’edificio:

  • Fabbisogno termico riscaldamento = ETH * Superficie Utile * Giorni Mese * (T interna media – T esterna media) / Gradi Giorno
  • Fabbisogno termico acqua calda sanitaria = ETW * Superficie Utile * Giorni Mese / 365

Mi preme rimarcare che questa proiezione assume che i dati di efficienza energetica dell’attestato di certificazione siano perfettamente in linea con quelli effettivi.

Da non perdere
Se vuoi approfondire queste formule apparentemente complesse puoi leggere Dimensionamento pompa di calore aria acqua.

Applicando queste formule ai dati dei mesi invernali “completi” (novembre → marzo) possiamo:

  • ottenere i fabbisogni termici effettivamente attesi
  • confrontarli con i consumi elettrici effettivi
  • ottenere un valutazione del coefficiente di prestazione effettivo della mia pompa di calore Rotex HPSU Compact

Quanto consuma una pompa di calore - gennaio 2017I coefficienti di prestazione (COP) ottenuti, ovvero il rapporto tra energia termica stimata ed energia elettrica misurata,  risultanti non sembrano particolarmente esaltanti.

Dobbiamo confrontarli con i dati nominali della nostra pompa di calore.


Dati nominali pompa di calore Rotex HPSU Compact

La documentazione del produttore indica quanto consuma una pompa di calore sulla base di test di laboratorio in condizioni standard (PRESTAZIONI AI CARICHI PARZIALI UNITA’ A BASSA TEMPERATURA RRLQ/RVLQ/ERLQ E ALTA TEMPERATURA RRRQ/ERRQ – 12/09/2013) ovvero i COP dichiarati dal produttore.

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

Quanto consuma una pompa di calore 2017 Quanto consuma una pompa di calore 2017

[Mi permetto di osservare che nel documento utilizzato le unita’ esterne ERLQ e RRLQ hanno esattamente le stesse performance … ma questo e’ un altro discorso che trattero’ approfonditamente in un altro articolo]

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



Coefficiente di prestazione nominale ed effettivo

Per essere ancora più preciso 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 estrapolazione del COP nominale la più precisa possibile e quindi dare una valutazione del coefficiente di prestazione nominale estremamente 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 acqua calda sanitaria sia concentrata 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 pompa di calore Rotex HPSU Compact 6kW;

Quanto consuma una pompa di calore - gennaio 2017

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:

Quanto consuma una pompa di calore - gennaio 2017

Vediamo il grafico dei COP nominali corrispondenti:

Quanto consuma una pompa di calore - gennaio 2017

Rispondendo di dati di consumo elettrico non distinti tra riscaldamento e produzione acqua calda sanitaria, il COP atteso e’ determinato pesando i coefficienti di performance nominali per riscaldamento e produzione acqua calda sanitaria sui rispettivi fabbisogni termici:

COP Atteso = (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:

Quanto consuma una pompa di calore - gennaio 2017


Quanto consuma una pompa di calore in realtà ?

Se non ho commesso errori grossolani, da questa valutazione emerge quanto consuma una pompa di calore:

  1. parrebbe che sul mio sistema, il coefficiente di prestazione effettivo sia inferiore anche del 35% / 40% rispetto a quello nominale (dichiarato dal produttore) nei mesi più freddi (e che quindi richiedono più energia)
  2. E’ 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%

Quanto consuma una pompa di calore - gennaio 2017

Ricordo nuovamente che queste conclusioni sono basate sull’assunzione che i dati di efficienza energetica dell’attestato di certificazione siano perfettamente in linea con quelli effettivi del mio edificio.

Non e’ che forse tutto questo c’entra con quanto ho riscontrato in Defrost Daikin: una scelta consapevole ?

Quanto consuma una pompa di calore veramente !

Proviamo a rappresentare i dati della tabella precedente in un diagramma di più facile lettura:

Quanto consuma una pompa di calore - gennaio 2017

La sostanza non cambia: i dati nell’ovale arancione racchiudono temperature esterne sotto i 4 ºC / 5 ºC dove il coefficiente di prestazione effettivo si riduce drammaticamente rispetto a quella previsto nominalmente.

Direi che ci saranno puntate ulteriori su questo argomento.

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Quanto consuma una pompa di calore 2017 ultima modifica: 2017-02-03T14:05:11+00:00 da La mia Casa Elettrica

3 pensieri su “Quanto consuma una pompa di calore 2017

  1. Progetto Tilde

    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.

    Rispondi
    1. Emiliano Maina

      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.

      Rispondi
      1. Progetto Tilde

        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!

        Rispondi

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