Home » Pompa di calore » Dimensionamento pompa di calore | Calcolo potenza termica nominale

Dimensionamento pompa di calore | Calcolo potenza termica nominale

Dimensionamento pompa di calore | Calcolo potenza termica nominale

Con un dimensionamento pompa di calore corretto nessun rischio di rimanere al freddo. Scopri come ho scelto una potenza nominale pompa di calore di soli 6 kW mentre mi era stata consigliata una potenza termica utile tra 8 e 11 kW !

Se desideri un foglio di calcolo dimensionamento pompa di calore, in fondo all’articolo troverai un semplice tool online per il calcolo potenza termica per riscaldamento.

Se stai valutando l’installazione di una pompa di calore in una abitazione esistente e disponi dei dati di consumo attuali di gas, per il dimensionamento pompa di calore puoi leggere direttamente:

Potenza nominale pompa di calore introduzione

Senza mai rinunciare all’ausilio di un termo-tecnico, che potrebbe valutare direttamente il carico termico invernale di progetto, è possibile fare da soli una verifica di massima sulla corretta potenza nominale pompa di calore.

Utilizzando i dati di efficienza energetica del vostro edificio, presenti ad esempio nel vostro documento di  certificazione energetica, la formula di calcolo qui proposta vi fornirà:

Per chi volesse approfondire più in generale l’argomento dimensionamento pompa di calore potete anche guardare queste due video guide molto dettagliate:

Pompe di calore: corso dimensionamento e progettazione
Video guida al dimensionamento pompa di calore
AIST Webforum - Dimensionamento impianti con pompa di calore
Video guida al dimensionamento pompa di calore

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

Leggi anche la mia guida alla pompa di calore per termosifoni.

Perdite termiche e dimensionamento pompa di calore

Il sistema di riscaldamento della nostra casa, come ad esempio una pompa di calore o una caldaia, 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 o dalla caldaia per mantenere la temperatura interna costante, è 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)

I dati di efficienza energetica dell’edificio ci forniscono proprio come riferimento la quantità di energia termica idealmente richiesta per il riscaldamento in tutta la stagione invernale.

Vediamo ora di applicarli per il dimensionamento pompa di calore.

Nel cose voleste approfondire in modo accurato fate riferimento alla normativa UNI EN 12831:2006 (Impianti di riscaldamento negli edifici – Metodo di calcolo del carico termico di progetto).

Dati località ed edificio per dimensionamento pompa di calore

ParametroValore
Gradi Giorno2.544 [GG]
Temperatura esterna di progetto-5 ºC
Superficie utile114 m²
Fabbisogno annuo di energia termica
Climatizzazione invernale ETH
 66 [kWh/m²anno]

I dati di esempio, tratti dalla pagina Casa Elettrica Informazioni potete trovarli in versione completa, si riferiscono all’attestato di certificazione energetica (ACE) della mia abitazione.

Per chiarezza vi riporto i due paragrafi con i dati che dobbiamo rilevare evidenziati in rosso:

Vediamo il significato dei principali parametri presenti nell’attestato di certificazione energetica (ACE):

  • Il Fabbisogno annuo di energia termica per climatizzazione invernale (ETH) è l’energia termica richiesta, nel corso della stagione di riscaldamento, per la climatizzazione invernale dello specifico edificio
  • La Superficie utile è la superficie netta calpestabile degli ambienti a temperatura controllata o climatizzati dell’edificio al netto di tramezzi e muri esterni e comprensiva delle soglie delle porte e degli spazi al di sotto dei terminali di emissione.
  • I Gradi Giorno di una località sono la somma sui giorni della stagione di riscaldamento, delle differenze tra la temperatura interna (convenzionalmente di 20 ºC) e la temperatura media esterna della singola giornata
  • La Temperatura esterna di progetto rappresenta la temperatura esterna minima per una certa località alla quale il generatore di calore fornisce l’energia termica comunque sufficiente a garantire che la temperatura interna rimanga stazionaria

E’ molto importante comprendere due aspetti:

  • i parametri specifici di una località, Gradi Giorno e temperatura di progetto, non possono essere alterati arbitrariamente in quanto sono stati definiti dalla normativa sulla base dei dati storici relativi ad una certa zona
  • le caratteristiche dell’abitazione, fabbisogno termico e superficie, sono invece quelli che caratterizzano l’edificio e variano a seconda delle sue caratteristiche

Facendo delle simulazioni occorre quindi che questi dati siano sempre coerenti tra di loro per evitare risultati privi di senso.

Dati relativi all’involucro

E’ assolutamente fondamentale non confondere tra di loro i dati di:

  • fabbisogno di energia termica ETH, ovvero la quantità di calore necessaria all’abitazione
  • fabbisogno di energia primaria EPH, ovvero la quantità di energia presente nella fonte primaria che alimenta la pompa di calore (energia elettrica) o la caldaia (gas metano)

La nuova normativa ha sostituito l’attestato di certificazione energetica (ACE) con l’attestato di prestazione energetica (APE). Il nuovo attestato, pur utilizzando principalmente dati relativi a fabbisogni di energia primaria, contiene anche l’indice di prestazione termica utile per il riscaldamento EPH,nd (che dovrebbe corrispondere all’ETH del vecchio ACE):

Dimensionamento pompa di calore aria acqua: calcolo semplificato
Dimensionamento pompa di calore aria acqua: calcolo semplificato

Dati relativi alla località

Per comodità ho preparato una tabella riassuntiva con i primi 25 comuni d’Italia per abitanti appartenenti alle fasce climatiche D ed E con i relativi dati:

  • gradi giorno
  • ore giornaliere di funzionamento del riscaldamento
  • temperatura esterna minima di progetto
ComuneFascia
climatica
Gradi
giorno
Ore
giornaliere
Temperatura di
progetto (°C)
BergamoE2.53314-5
BolognaE2.25914-5
BresciaE2.41014-7
FerraraE2.32614-5
FirenzeD1.821120
FoggiaD1.530120
ForliD2.08712-5
GenovaD1.435120
LivornoD1.408120
MilanoE2.40414-5
ModenaE2.25814-5
MonzaE2.40414-5
PadovaE2.38314-5
ParmaE2.50214-5
PerugiaE2.28914-2
PescaraD1.718122
PratoD1.66812
RavennaE2.22714
Reggio nell'EmiliaE2.56014-5
RiminiE2.13914
RomaD1.415120
TorinoE2.61714-8
TriesteE2.10214-5
VeneziaE2.34514-5
VeronaE2.46814-5

Orari di funzionamento del riscaldamento

Come già indicato in precedenza, la normativa stabilisce gli orari giornalieri massimi di funzionamento del riscaldamento.

Per evitare di rimanere al freddo pur avendo rispettato la normativa, farei comunque qualche ragionamento. Le ore di funzionamento della pompa di calore non potranno mai raggiungere le 24 a causa di due modalità funzionamento che interrompono il riscaldamento:

  • reintegro serbatoio di accumulo per la produzione di acqua calda sanitaria (ACS)
  • cicli di sbrinamento

Nel calcolo per la mia abitazione 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.

Casualmente corrisponde alla normativa.

Nulla vieta, per trovare la potenza termica utile della pompa di calore minima necessaria alla nostra abitazione, di ragionare su orari di funzionamento più lunghi (per quanto con un margine rispetto alle 24 ore per ACS e sbrinamenti).

Dimensionamento pompa di calore

Date le definizioni precedenti c’è una proporzionalità perfetta tra il Fabbisogno annuo di energia termica per climatizzazione invernale ed i Gradi Giorno:

E_termica_risc_annua = ETH * Superficie = K * Gradi_Giorno

Ricordando sempre che si considera un temperatura interna convenzionale di 20 ºC.

Utilizzando la proporzione descritta in precedenza tra energia termica e differenza di temperatura tra interno ed esterno, possiamo facilmente calcolare il caso peggiore di energia termica per riscaldamento necessaria in una giornata con temperatura esterna media pari alla temperatura di progetto:

E_termica_risc_giorno_progetto = E_termica_risc_annua * (20 ºC – T_Progetto) / Gradi_Giorno

Dividendo per l’orario di funzionamento del riscaldamento otteniamo finalmente il calcolo potenza termica utile pompa di calore necessaria alla temperatura esterna di progetto:

P_termica_progetto = ETH * Superficie * (20 ºC – T_Progetto) / Gradi_Giorno / Ore_giorno

Proviamo a fare concretamente il calcolo con i miei dati che ricordo essere:

Edificio

  • ETH = 66 kWh/m²anno
  • Superficie = 114 m²

Località

  • Temperatura esterna di progetto = -5 ºC
  • Gradi Giorno = 2.544 GG
  • Orari funzionamento riscaldamento = 14 ore

Otteniamo come dimensionamento pompa di calore:

P_termica_progetto = 66 * 114 * (20 + 5) / 2.544 / 14 = 5,3 kW

Semplice il dimensionamento pompa di calore no ?

Se mi fossi spinto nel considerare un funzionamento giornaliero del riscaldamento di 19 ore, senza particolari rischi, avrei potuto arrivare ad una potenza termica utile della pompa di calore alla temperatura esterna di progetto di 3,9 kW.

Come scegliere il modello in base alla potenza termica utile pompa di calore alla temperatura esterna di progetto

E’ importante ribadire che quella ottenuta è la potenza termica utile nominale pompa di calore da erogare alla temperatura esterna di progetto.

Facciamo un esempio concreto con i dati ottenuti col dimensionamento pompa di calore per la mia abitazione:

  • Temperatura esterna di progetto = -5 ºC
  • Potenza termica utile pompa di calore = 5,3 kW

Per finalizzare l’esercizio è importante anche sapere quale sarà il tipo di terminale sarà utilizzato nell’impianto di riscaldamento, poiché posso lavorare con temperature di mandata dell’acqua molto differenti:

  • pavimento radiante: 30÷35 °C
  • ventilconvettori: 40÷45 °C
  • termosifoni in alluminio o acciaio: 55÷60 °C
  • termosifoni in ghisa: 65÷70 °C

Per quanto sia tecnicamente assolutamente possibile, per ragioni di rendimento alle temperatura di mandata necessarie, andrei davvero cauto nell’utilizzare una moderna pompa di calore aria acqua con degli antiquati termosifoni in ghisa.

La potenza termica utile di una pompa di calore può essere molto differente a seconda della combinazione di temperatura esterna e temperatura di mandata; prendiamo come esempio la Daikin Altherma 3 H HT 14 kW:

Capacità termica Daikin Altherma 3 H HT da 14 kW
Capacità termica Daikin Altherma 3 H HT da 14 kW

Quindi per finalizzare l’esercizio del dimensionamento dobbiamo scegliere un modello di pompa di calore che abbia la potenza termica utile necessaria alla temperatura esterna di progetto con la temperatura di mandata propria del nostro impianto di riscaldamento.

Quindi continuando col mio caso i dati di potenza termica utile per la pompa di calore candidata devono soddisfare:

  • Temperatura esterna = -5 ºC
  • Temperatura di mandata = 35 °C (pavimento radiante)
  • Potenza termica utile pompa di calore = 5,3 kW

Prendiamo quindi a titolo illustrativo i dati nominali della potenza termica utile per riscaldamento della pompa di calore aria acqua Panasonic Aquarea Alta Connettività Generazione J:

Potenza termica utile pompa di calore aria acqua Panasonic Aquarea Alta Connettività Generazione J
Potenza termica utile pompa di calore aria acqua Panasonic Aquarea Alta Connettività Generazione J

L’unità esterna Panasonic Aquarea WH-UD07JE5 assicura una potenza termica utile della pompa di calore di 6,02 kW con COP 3,07 alla temperatura esterna di -7 °C ed una mandata 35 °C.

Passando alla pompa di calore aria acqua Mitsubishi Ecodan la scelta nella potenza termica utile per riscaldamento è molto simile a quella precedente:

Potenza termica utile pompa di calore aria acqua Mitsubishi Ecodan
Potenza termica utile pompa di calore aria acqua Mitsubishi Ecodan

In questo secondo caso l’unità esterna Mitsubishi Ecodan SUZ-SWM40VA assicura una potenza termica utile della pompa di calore di 5,00 kW con COP 3,13 alla temperatura esterna di -7 °C ed una mandata 35 °C.

Chiudiamo il giro di esempio con la potenza termica utile della pompa di calore aria acqua Ariston Nimbus Compact S Net:

Potenza termica utile pompa di calore aria acqua Ariston Nimbus Compact S Net:
Potenza termica utile pompa di calore aria acqua Ariston Nimbus Compact S Net:

In questo terzo caso l’unità esterna della Ariston Nimbus Compact S Net 50 S assicura una potenza termica utile della pompa di calore di 5,0 kW con COP 3,1 alla temperatura esterna di -7 °C ed una mandata 35 °C.

Prima di eccedere con la potenza termica utile della pompa di calore, ricordate che:

  • mi era stato suggerito di mettere una taglia di 8 / 11 kW mentre bastavano 6 KW
  • le pompe di calore hanno sempre come opzione una resistenza elettrica che funge da back-up in caso di emergenza (potete leggere Pompa di calore Daikin HPSU Compact: backup-heater)

Dimensionamento pompa di calore online

Per semplificare il lavoro ho creato questo modulo interattivo che esegue direttamente online il dimensionamento pompa di calore inserendo i dati descritti in precedenza:

Leggi tutti i miei articoli sulla Pompa di calore:

Ultimo aggiornamento Amazon Affiliate 2022-01-16 at 10:21

238 commenti su “Dimensionamento pompa di calore | Calcolo potenza termica nominale”

  1. Salve, dovrei installare una PDC ALTE Temperature. Ho una casa su tre piani con un totale di 200mq circa altezza ambienti 2,80m. APE con EP 82 Kwh/mq anno. Da quanti kw dovrà essere la PDC e quale sarà il suo assorbimento? Con un impianto FV da 7,5 Kw e un accumulo da 15 Kw riuscirò a soddisfare l’assorbimento elettrico? Grazie

    1. Ciao Filippo,

      per il calcolo della potenza termica puoi utilizzare in autonomia il calcolatore online presente in fondo all’articolo.

      Per la potenza elettrica di picco, approssimando per eccesso, considera la potenza termica divisa per 2,5 (COP minimo in produzione ACS).

      La risposta in merito a fotovoltaico e batteria di accumulo è che quasi sicuramente non copriresti tutti i fabbisogni energetici.

      Con 7,5 kWp a dicembre e gennaio avresti una produzione di energia elettrica di circa 630 kWh/mese (20 kWh/giorno).
      Assumendo uno stratosferico autoconsumo del 90% sarebbero 567 kWh/mese (18 kWh/giorno).

  2. Ciao, ho letto piú e piú volte i tuoi articoli, grazie per condividere le tue conoscenze! Sono ignorante sul tema, ma dai calcoli capisco mi potrebbe bastare una pdc da 10kw invece l’installatore mi vuole montare una da 16kw.
    La differenza tra le due non sta nella temperatura di riscaldamento che ottengo o di mandata ma nel tempo che impiega a scaldare e nei consumi giusto? Non capisco per quale motivo voglia sovradiamensionare, han paura che consumi poca corrente?
    Grazie mille

    1. Ciao Sebastiano,

      corretto, a parità di energia termica (giornaliera) da fornire all’involucro, al variare della potenza termica varia il tempo necessario per produrla.
      Ovviamente se la potenza termica fosse troppo bassa il tempo potrebbe eccedere le 24 ore, ovvero che il valore è troppo basso.

      Gli installatori tradizionali sono abituati ad operare con caldaie a combustione dove la potenza massima è quasi irrilevante e l’impianto funziona in modo on-off con un rendimento sostanzialmente invariante.

      In una pompa di calore invece, intrinsecamente molto + efficiente, il rendimento varia in base a molti fattori, ma in particolare:
      – salto termico tra temperatura di mandata e temperatura esterna dell’aria
      – regime di funzionamento (% della potenza termica massima)

      Sovradimensionando sicuramente non si rimarrà mai al freddo ma i consumi non saranno quelli ottenibili da una pompa di calore.

      La risposta alla seconda domanda è “ignoranza”: non nel senso dispregiativo ma in quello nominale del termine.

  3. Villetta singola Apt 75 mq zona climatica E. Farò cappotto e isolamento tetto oltre a serramenti nuovi e fotovoltaico. Termo in acciaio. Per riscaldamento e produzione acs x 2 pers. può essere idonea una pdc di 6 kw? Grazie!

  4. Ciao, può essere che la pdc da 14kw faccia saltare la corrente di casa (ho gia aumentato a 6kw il contatore)?
    Mi sono fidato del installatore e mi ha messo scaldabagno per acs + pdc per riscaldamento e da quando ho acceso i termi la corrente salta, puo essere la causa del problema? E piu sensato chiedere aumento contatore o pdc con meno kw? Abito a verona, villetta singola anni 80, di 2 piani da 80mq ognuno.

    1. Ciao Filippo,

      la risposta certa te la può dare un sistema di monitoraggio dei consumi elettrici, leggi ad esempio il mio articolo su monitoraggio consumi elettrici.

      A naso direi che potresti avere i termosifoni e spero che sia stata installata una pompa di calore ad alta temperatura.
      Spero siano termosifoni in acciaio o alluminio in modo che lavori con temperature di mandata massime di 55 °C.
      Il ragionamento vale comunque per la produzione di acqua calda sanitaria che, per un periodo limitato, viaggia a quelle temperature.
      In questa stagione (T esterna poco sotto i 10 °C) la tua pompa di calore con termosifoni viaggerà probabilmente con un COP poco sopra a 2,5.

      Questo vuol dire che l’assorbimento elettrico massimo della tua pompa di calore può arrivare fino a 14 / 2,5 = 5,6 kW elettrici.

      Il tuo contatore salta se:
      a) entro 3 minuti se superi i 7,8 kW di assorbimento (+30%)
      b) se per 3 ore consecutive superi i 6,6 kW di assorbimento (+10%)

      I miei consigli sono i seguenti in ordine di facilità:
      1) ottimizzare il funzionamento della pompa di calore facendola lavorare 24×7 anziché in fasce orarie ristrette
      2) ottimizzare il funzionamento della pompa di calore riducendo al minimo possibile la temperatura di mandata (magari con curva climatica)
      3) dotarti di un sistema di monitoraggio dei consumi elettrici

      In particolare il primo suggerimento dovrebbe minimizzare i picchi di assorbimento in fase di avvio con ambiente freddo e mitigare i problemi che patisci.

      Aumentare il contatore oltre i 6 kW vorrebbe anche dire quasi sicuramente passare al trifase.

      La pompa di calore deve avere la capacità corretta per la tua abitazione. Se non hai rifatto l’isolamento la vedo dura che si possa scendere molto di taglia (bisognerebbe conoscere il fabbisogno o almeno il consumo di gas precedente).

      1. Ciao,

        Grazie mille per la risposta, veramente utile, sono contento di avervi trovato nel web! Proverò a far lavorare la pdc 24/7 (vuol dire che devo impostare i termostati ad una temperatura che non riescano a raggiungere, o abbassare la t di mandata?).

        Sto monitorando i consumi e nel ultimo mese mediamente assorbo 32kwh al giorno, a me sembrano tantini, volevo la transizione ecologica all’elettrico per abbandonare il gas ma non ho ottenuto maggiore efficenza/risparmi.
        Ps Alcuni dati magari utili, pdc lg therma V 14kw, casa con ep 125,94kwh/m annuo.

        Grazie ancora!

        1. Ciao Filippo,

          corretto, per lavorare 24×7 occorre disattivare i termostati. Come scrivi, la maniera più semplice è impostare un set-point di temperatura altissimo.

          Ovviamente il passo successivo è quello di abbassare la temperatura di mandata al minimo necessario per minimizzare i consumi.

          A proposito, hai letto il mio articolo sulla curva climatica con la pompa di calore?

          Leggi anche il mio altro articolo pompa di calore per termosifoni.

          La tua casa ha un fabbisogno termico decisamente importante.
          Valuta di migliorare l’isolamento se possibile. Quello è l’elemento base di qualsiasi transizione energetica: consumare meno energia per fare le medesime cose.

      2. Salve, come faccio a calcolare la potenza termica della pdc senza conoscere il valore eth? È una casa grezza in costruzione e quindi non ho questi valori.. la casa si trova in zona climatica B, è grande circa 120 mq. Mi è stata proposta una pdc da 14,5 kw. L’isolamento è minimo (laterizi forati da 25), solo gli infissi saranno molto performanti. A casa finita, installando pdc e fancoil, col 110 farò cappotto termico e coibentazione tetto, quindi l’isolamento migliorerà)
        Grazie mille.

        1. Ciao Fabio,

          se è in costruzione dovresti avere a disposizione il progetto termico, che è molto meglio di questo calcolo semplificato.

          Mi permetto di criticare una nuova costruzione senza isolamento. Meglio investire lì che preoccuparsi della pompa di calore.

      3. Ciao, forse ho letto troppo velocemente ma non mi è chiaro come mai nei calcoli non compare il COP Della pompa di calore?
        La potenza minima non dovrebbe essere potenza richiesta per riscaldare diviso COP (medio, minimo a seconda di quanto si vuol essere conservativi)?

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *

Questo sito usa Akismet per ridurre lo spam. Scopri come i tuoi dati vengono elaborati.