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

Una caldaia o una pompa di calore per funzionare in curva climatica deve essere dotata di una sonda esterna di temperatura. Di solito una sonda esterna si presenta come una scatoletta di plastica:

curva climatica sonda esterna

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 Configurazione Rotex HPSU Compact Daikin per tutti trovate la mia configurazione corrente.

45 pensieri su “Curva climatica e pompa di calore ? Facciamo attenzione

  1. blankRaffaele

    Buongiorno, complimenti per il blog, molto utile!
    Da qualche mese abito in una casa indipendente a4 con pompa di calore daikin e riscaldamento a pavimento.
    Inizialmente la temperatura di mandata era settata a 40° ed ero costretto ad agire con il termostato ambiente per regolare la temperatura (mia moglie sente sempre freddo e quindi devo tenere una temperatura interna di 23.5°) però la notte si soffocava causa il calore residuo che emanava il pavimento.
    Leggendo i vari articoli del blog ho iniziato a smanettare (dove potevo, non ho infatti la pass di admin) fino ad arrivare a trovare l’ottimo con una t di mandata di 29°.
    Tutto questo fino all’altro giorno dove le temperature non erano sotto lo zero.
    In questi ultimi giorni mi aspettavo che la curva climatica regolasse la t di mandata anche a 32 o 33, invece il massimo valore che dava era 29.7. Ho provato anche a cambiare il valore della curva (che è messa di base a 0.5) ma nulla, alla fine per riportare una temperatura interna adeguata l’ho dovuta alzare manualmente a 33.
    Secondo voi cosa c’è non va?

      1. blankRaffaele

        Si, hai ragione. Credo di aver capito dove sbagliavo. é stata illuminante la formula scritta nei commenti!

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