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Calcolo potenza elettrica assorbita pompa di calore

Calcolo potenza elettrica assorbita pompa di calore

Calcolo potenza elettrica assorbita pompa di calore. Scopri come stimare l’assorbimento di una pompa di calore e non avere sorprese.

Potenza elettrica assorbita pompa di calore

Quando siamo alla ricerca di una pompa di calore per riscaldamento abbiamo fondamentalmente tre preoccupazioni:

  • potenza termica utile della pompa di calore che ci assicuri di non rimanere mai al freddo
  • consumi della pompa di calore per non avere sorprese con le bollette
  • assorbimento della pompa di calore in modo da non doversi preoccupare che il contatore possa saltare

In questo articolo ci concentriamo sul calcolo della potenza elettrica assorbita da una pompa di calore.

Il funzionamento di una pompa di calore si basa sull’estrazione del calore, tramite compressione di un gas frigorifero, da un fluido per trasferirla ad un secondo fluido mediante la condensazione del gas frigorifero stesso.

I modelli di gran lunga più diffusi sono di pompa di calore aria acqua in cui il calore presente nell’aria esterna viene estratto tramite il lavoro di un compressore, alimentato mediante energia elettrica, e restituito sotto forma di acqua calda mandata verso i termosifoni o il pavimento radiante.

Funzionamento pompa di calore aria acqua
Funzionamento pompa di calore aria acqua

Il rendimento, chiamato anche con l’acronimo COP, è dato proprio dal rapporto tra la potenza termica generata e la potenza elettrica assorbita dalla pompa di calore.

A parità di calore prodotto, questo lavoro di trasferimento dell’energia termica dipende molto fortemente dal salto di temperatura tra la sorgente di calore fredda (aria esterna) e la destinazione calda (acqua): maggiore sarà il salto termico, minore sarà il rendimento e viceversa.

Rendimento pompa di calore
Rendimento pompa di calore

Quindi il calcolo della potenza elettrica assorbita da una pompa di calore, a parità di calore prodotto dipende da:

  • temperatura esterna dell’aria
  • temperatura di mandata dell’acqua calda

Detto in altre parole, a parità di calore prodotto:

  • minore è la temperatura esterna, maggiore sarà l’assorbimento della pompa di calore
  • maggiore è la temperatura di mandata dell’acqua calda e più grande sarà la potenza assorbita dalla pompa di calore

Questo concetto ci spiega facilmente come, in termini di efficienza, l’associazione migliore sia quella tra una pompa di calore aria acqua ed il pavimento radiante che opera non temperature di mandata di 30÷35 °C.

Anche il matrimonio tra pompa di calore aria acqua e termosifoni è assolutamente da fare, per quanto a parità di calore prodotto i consumi saranno inevitabilmente più grandi per la temperatura di mandata di 55 °C ed oltre.

Per approfondire leggi anche il mio articolo sulla pompa di calore per termosifoni.

Calcolo potenza elettrica assorbita pompa di calore

Possiamo finalmente capire se abbiamo un metodo semplice per il calcolo della potenza elettrica assorbita da una pompa di calore.

La risposta abbastanza precisa è quella di reperire i dati tecnici del modello di pompa di calore aria acqua in cui sono sempre presenti i dati relativi alla normativa UNI EN 14511 ed UNI/TS 11300.

In particolare potrete trovare questi dati:

  • Potenza di riscaldamento nominale misurata in kW termici
  • Potenza assorbita misurata in kW elettrici
  • COP

Nelle seguenti condizioni di funzionamento della pompa di calore:

Temperatura esterna (°C)Temperatura di mandata (°C)
A7W35735
A2W35235
A-7W35-735
A7W55755
A2W55255
A-7W55-755

A scopo del tutto illustrativo trovate i dati tecnici della pompa di calore aria acqua Elco Aerotop Mono:

Dati tecnici pompa di calore aria acqua Elco Aerotop Mono
Dati tecnici pompa di calore aria acqua Elco Aerotop Mono

Ed anche i dati prestazionali della pompa di calore aria acqua Ariston Nimbus Plus:

Dati prestazionali pompa di calore aria acqua Ariston Nimbus Plus
Dati prestazionali pompa di calore aria acqua Ariston Nimbus Plus

Vediamo una maniera semplificata per avere una formula di calcolo della potenza elettrica assorbita da una pompa di calore anziché dover ricorrere alla ricerca della scheda tecnica perduta.

Per farlo scegliamo le condizioni di funzionamento più gravose in termini di assorbimento della pompa di calore, sia che lavori con pavimento radiante o termosifoni:

  • produzione acqua calda sanitaria con una temperatura di mandata intorno ai 55 °C
  • temperatura esterna pari a quella di progetto dipende dalla propria località

In queste condizioni di lavoro, corrispondenti all’intorno tra A-7W55 e A2W55 possiamo molto più che ragionevolmente assumere che il COP sia tra 2,1 e 2,5.

Quindi come regola di massima per il calcolo della potenza elettrica assorbita da una pompa di calore possiamo considerare di prenderne la potenza termica utile e dividere per 2,3.

Otterremo una stima lievemente in eccesso per due ragioni:

  • i cicli di reintegro dell’acqua calda sanitaria sono piuttosto brevi anche in pieno inverno
  • un impianto di riscaldamento a regime, abitazione calda, necessita solamente del calore pari al suo fabbisogno termico e non della potenza massima della pompa di calore

Questa stima dell’assorbimento della pompa di calore è quindi assolutamente adatta a verificare la taglia del nostro contatore.

Vediamo se tutto torna utilizzando come sempre dati reali all’assorbimento della mia pompa di calore aria acqua Daikin HPSU Compact da 6 kW ad inizio stagione di riscaldamento, con le seguenti condizioni di funzionamento:

  • temperatura di mandata 27 °C
  • temperatura esterna media di 9 °C
  • nessun termostato ambiente utilizzato
Assorbimento pompa di calore aria acqua Daikin HPSU Compact 6 kW
Potenza elettrica assorbita pompa di calore Daikin HPSU Compact 6 kW

Come vedete il picco della potenza assorbita dalla pompa di calore è proprio intorno ai 2,6 kW mentre con il riscaldamento a regime viaggiamo intorno ai 370 Watt elettrici.

Vediamo quanto cambia la situazione in pieno inverno:

  • temperatura di mandata 33 °C
  • temperatura esterna media di 1,5 °C
  • programmazione oraria del riscaldamento
Assorbimento pompa di calore aria acqua Daikin HPSU Compact 6 kW
Potenza elettrica assorbita pompa di calore Daikin HPSU Compact 6 kW

Sono ben evidenti gli inevitabili cicli di sbrinamento ed anche i conseguenti reintegri di acqua calda sanitaria (no, non ci laviamo di più quando fa più freddo).

Come vedete il picco della potenza assorbita dalla pompa di calore è ora intorno ai 2,7 kW mentre con il riscaldamento a regime viaggiamo intorno ai 1.500 Watt elettrici.

Direi che dividere la potenza termica utile per un COP pari a 2,3 sia un’ottima formula per il calcolo della potenza elettrica assorbita da una pompa di calore.

Per una stima dei consumi effettivi della pompa di calore dovete invece ragionare su fabbisogno termico, temperatura esterna e temperatura di mandata del vostro impianto di riscaldamento.

Potenza assorbita pompa di calore e potenza contrattuale contatore

Direi che abbiamo tutti gli strumenti per costruire una semplice tabella di riferimento con la potenza assorbita da una pompa di calore in funzione della sua taglia.

Per renderla ancora più utile mi sono anche azzardato ad indicare la taglia minima raccomandata per il contatore, aggiungendo una “riserva” di 1,5 kW per tutti gli altri elettrodomestici.

Per quanto tutto dipenda dalle vostre abitudini, non è una considerazione troppo azzardata anche nel caso abbiate una casa elettrica senza gas come la mia.

Qualche ragionamento:

  • un ciclo di produzione acqua calda sanitaria, col massimo assorbimento dalla pompa di calore, dura al massimo qualche decina di minuti anche in pieno inverno
  • lo spunto alla riaccensione del riscaldamento con maggior potenza assorbita dalla pompa di calore dura qualche decina di minuti
  • una zona di cottura di una piano cottura ad induzione al massimo assorbe circa 2,5 kW per il tempo necessario a cucinare
  • potete assorbire dal contatore il 10% oltre la potenza nominale per un massimo di 3 ore
  • il contatore salta entro tre minuti solo quando eccedete la potenza contrattuale oltre il 30%
Contatore Enel

Per approfondire potete anche leggere il mio articolo su consumi piano cottura induzione.

La tabellina riepilogativa con la potenza assorbita dalla pompa di calore e la potenza contrattuale del contatore in funzione della potenza termica utile è la seguente:

Potenza termica utile pompa di calore (kW)Potenza assorbita pompa di calore (kW)Contatore (kW)
41,73,0
62,64,5
83,54,5
104,36,0
146,110,0 (trifase)
Potenza assorbita pompa di calore e contatore

Ricordate che è un’indicazione di massima e non prendetela come oro colato: molto dipende dalle vostre abitudini.

Posso comunque confermarvi che sono anni che la mia casa elettrica ha un contatore da 4,5 kW con una pompa di calore da 6 kW utilizzata per riscaldamento, raffrescamento e produzione di acqua calda sanitaria.

Verifichiamo ora tutto quanto detto finora consultando le schede tecniche di qualche modello di pompa di calore aria acqua tra i più popolari. Potete facilmente reperire anche in rete quelle della maggior parte delle aziende produttrici dove non aspettatevi comunque differenze eclatanti.

Potenza elettrica assorbita pompa di calore Daikin Altherma 3

Trovate i dati completi relativi alla potenza elettrica assorbita pompa di calore Daikin Altherma 3 sul relativo Technical Hub.

Attenzione che i dati recuperati dal catalogo sono relativi a temperatura esterna 7 °C e mandata 45 °C, scendendo con le temperature esterne l’assorbimento della pompa di calore ovviamente sale.

Potenza elettrica assorbita pompa di calore Daikin Altherma 3 R
Potenza elettrica assorbita pompa di calore Daikin Altherma 3 R
Potenza elettrica assorbita pompa di calore Daikin Altherma 3 H HT
Potenza elettrica assorbita pompa di calore Daikin Altherma 3 H HT

Potenza elettrica assorbita pompa di calore Panasonic Aquarea

Potenza elettrica assorbita pompa di calore Panasonic Aquarea Generazione J
Potenza elettrica assorbita pompa di calore Panasonic Aquarea Generazione J
Potenza elettrica assorbita pompa di calore Panasonic Aquarea Generazione H
Potenza elettrica assorbita pompa di calore Panasonic Aquarea Generazione H

Potenza elettrica assorbita pompa di calore Mitsubishi Ecodan

Potenza elettrica assorbita pompa di calore Mitsubishi Ecodan
Potenza elettrica assorbita pompa di calore Mitsubishi Ecodan
Potenza elettrica assorbita pompa di calore Mitsubishi Ecodan
Potenza elettrica assorbita pompa di calore Mitsubishi Ecodan

Leggi tutti i miei articoli su Pompa di calore:

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