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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 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, e’ 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, il calcolo qui’ proposto 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.

Perdite termiche e dimensionamento pompa di calore

Il sistema di riscaldamento della nostra casa, come ad esempio una pompa di calore, 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 per mantenere la temperatura interna, e’ 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 edificio per dimensionamento pompa di calore

ParametroValore
Gradi Giorno2.544 [GG]
Temperatura esterna di progetto-5 ºC
Superficie utile114,35 m²
Fabbisogno annuo di energia termica
Climatizzazione invernale ETH
 66,11 [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:

Dimensionamento pompa di calore aria acqua: calcolo semplificato

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Dimensionamento pompa di calore aria acqua: calcolo semplificato

Vediamo il significato dei principali parametri:

  • 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 alla quale il generatore di calore fornisce l’energia termica comunque sufficiente a garantire che la temperatura interna rimanga stazionaria
  • Il Fabbisogno annuo di energia termica per climatizzazione invernale (ETH) e’ l’energia termica richiesta, nel corso della stagione di riscaldamento, per la climatizzazione invernale.
  • La Superficie utile e’ 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.

E’ fondamentale non confondere il dato del fabbisogno di energia termica ETH con quello del fabbisogno di energia primaria EPH.

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

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

  • 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

Ore giornaliere 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:

  • la produzione di acqua calda sanitaria (ACS)
  • i cicli di sbrinamento

Nel mio calcolo 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.

Dimensionamento pompa di calore

Date le definizioni precedenti c’e’ una corrispondenza 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 salti di temperatura interno/esterno, possiamo facilmente calcolare l’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 le ore giornaliere di funzionamento del riscaldamento otteniamo finalmente il calcolo potenza pompa di calore necessaria alla temperatura 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:

  • ETH = 66,11 kWh/m²anno
  • Superficie = 114,35 m²
  • Temperatura esterna di progetto = -5 ºC
  • Gradi Giorno = 2.544
  • Ore giornaliere di funzionamento del riscaldamento = 14

Otteniamo come dimensionamento pompa di calore:

P_termica_progetto = 66,11 * 114,35 * (20 + 5) / 2.544 / 14 = 5,3 kW

Semplice il dimensionamento pompa di calore no ?

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

Facciamo un esempio concreto con i miei dati:

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

Prendiamo a titolo illustrativo i dati nominali della potenza termica per riscaldamento di una nota marca giapponese di pompe di calore aria-acqua:

Potenza nominale pompa di calore

Il modello più indicato e’ il WH-UD07HE5 con potenza termica per riscaldamento a -7 ºC di 5,15 kW.

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Passando ad un secondo brand giapponese altrettanto popolare la scelta nella potenza termica per riscaldamento e’ molto simile:

Dimensionamento pompa di calore aria acqua: calcolo semplificato

E prima di eccedere con la potenza nominale 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

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:

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

  1. Angelo Griguoli

    Salve,
    la formula può essere utilizzata anche per le pompe di calore di impianti a pavimento?

  2. Molto interessante per completare l opera vorrei includere nel calcolo anche la produzione di ACS…. Come devo procedere

    1. Ciao Elio,

      l’effetto della produzione di ACS è già in qualche modo incluso nelle ore di funzionamento.
      Per l’acqua calda sanitaria devi solo stabilire il volume del serbatoio di accumulo (che comunque ti consiglio sempre il più grande possibile).

  3. Il discorso sul dimensionamento della pompa di calore è molto interessante, ma esiste il vizio di molti termotecnici che tendono ad imporre una pompa di calore sovradimensionata. Con l’ecobonus prima e con il superbonus al 110% ora il vizio si è ingigantito. Si può mettere una pompa di calore più piccola di quella “consigliata” dal termotecnico, magari calcolata con il metodo descritto in questo articolo, senza perdere il superbonus, o la legge ti obbliga a seguire il termotecnico?

    1. Ciao Elvio,

      ci deve essere certamente un professionista per certificare l’impianto.
      Lo scopo di questo articolo e’ proprio quello di supportare in modo semplice la messa in discussione dei sovradimensionamenti.

  4. Per quanto riguarda il sovradimensionamento proposto dai tecnici, a mio modo di vedere non è poi un danno a meno che non sia molta la differenza di costo tra un impianto e l’altro. Per spiegarmi se venissero inverni particolarmente rigidi, o l’isolamento della casa risulta essere inferiore a quello calcolato o determinato non conoscendo il materiale con cui la casa è stata costruita ( o materiali che si pensava ci fossero e non sono stati messi… ) ecco che una pompa di calore ( ma anche una caldaia il mio discorso è generico ) sovradimensionata riesce eventualmente a sopperire ad errori del suo dimensionamento.Saranno poi i dispositivi di controllo ( es termostato ) a farla lavorare nel modo adeguato alla richiesta di calore .

    1. Ciao Alberto,

      non concordo con la tua conclusione. Le pompe di calore funzionano ad inverter in una gamma di funzionamento comunque limitata.

      Se la fai lavorare per la maggior parte del tempo su una estremità di tale gamma funzionerà in pratica sempre in modalità on-off anziché modulare come potrebbe e dovrebbe la potenza erogata per la maggior parte del tempo.

      Questo e’ l’errore tipico che fanno i termotecnici che continuano a pensare come se fosse una caldaia a metano tradizionale.

      Ovviamente può funzionare comunque ma e’ come utilizzassi un’auto per muoverti ma senza usare mai cambio ed acceleratore ma accendendo e spegnendo il motore.

    2. Complimenti ottimo lavoro, posso chiederti se posso utilizzare il calcolo come riferimento per il dimensionamento di una caldaia a condensazione? Grazie.

      1. Ciao Emiliano,

        in generale direi di no perché la caldaia a condensazione non e’ progettata per funzionare a bassa potenza per un lungo periodo come una pompa di calore.
        Se l’involucro della casa e’ un colabrodo, potresti comunque usare il valore calcolato come valore minimo sotto il quale non scendere.
        Una caldaia a condensazione ha potenze minime intorno ai 24 kW.

    3. Concordo con le segnalazioni fatte in precedenza, avevo fatto il mio calcolo su Roma ottenendo 11,09Kw, l’ho rifatto uguale ma con i dati di Bologna (quelle al sud i dati non sono presenti)ed ottengo 7,44 Kw. Tra l’altro ho anche inserito i dati direttamente nel vostro format. Quindi c’è qualcosa che non va a mio avviso! Accettate le critiche della formula e rivedetela perchè è evidente che qualcosa non torna o nella fromula o nella tabella con i dati! Grazie

      1. Ciao Desiree,

        io concordo nelle risposte date finora. La formula utilizzata e’ chiaramente descritta nell’articolo: se trovi errori nella costruzione libera di segnalarli.

        Assumo che tu abbia usato un fabbisogno annuo di 9.400 kWh. E’ lo stesso per la medesima abitazione a Roma e Bologna?

        I dati relativi ad altre città li trovi senza problemi pubblicamente.

    4. La mia formula viene così:
      18,93*93 mq*20/1600/12= 1,83 kW.
      Mi sembra un pó sottodimensionato come risultato.
      EPH nd: 18,93 kWh/m2
      Superficie: 93 m2
      Temperatura di progetto: 0
      Gradi Giorno: 1600
      Zona D, ore di accensione 12.
      Dove sbaglio?

      1. Ciao Stefano,

        perché pensi sia sottodimensionato? Se i dati indicati sono corretti hai una casa eccellentemente isolata per una zona piuttosto mite (sia nella durata dell’inverno che nelle temperature minime).

        1. Si, i dati sono corretti, la casa è in classe A1.
          Avevo una Climaveneta da 7 kw che dopo solo 2 anni e mezzo mi ha abbandonato (scheda madre e compressore da sostituire). Il mio termotecnico ritiene che 4 kw siano pochi. Sono molto indeciso sul da farsi, anche se ho tempo perché per la sanitaria ho uno Scaldacqua in Pompa di calore collegato al solare e momentaneamente il riscaldamento lo faccio con i condizionatori.

        2. C’è qualcosa di sbagliato nella formula “P_termica_progetto = ETH * Superficie * (20 ºC – T_Progetto) / Gradi_Giorno / Ore_giorno”.
          Porre al denominatore i Gradi giorno non mi sembra una buona idea!
          Questo significa che a parità di condizioni, se diminuisco i gradi giorno (ad esempio in Sicilia), ottengo una potenza superiore a quella di Milano!!!!! C’è qualcosa che non va….state attenti con questi calcoli.

            1. Rispondete a tutti quelli che vi stanno facendo notare che la formula è errata dicendo che non hanno letto con attenzione o che sbagliano a mettere i parametri.
              I parametri che cambiano da una città all’altra sono:
              1 temperatura di progetto
              2 gradi giorno
              E con la vostra formula più si sta al Sud e più servono kWh.

              1. Ciao Stefano,

                rinnovo anche a te l’invito a rileggere l’articolo con attenzione e se trovassi un errore ad essere specifico.

                Le tue osservazioni sono errate perché:
                a) la formula dipende da temperatura di progetto, gradi giorno E ORE GIORNALIERE DI FUNZIONAMENTO: tutti i parametri vanno variati cambiando città, non solo i 2 che hai arbitrariamente scelto; in particolare le ore giornaliere massime di funzionamento sono determinate dalla fascia climatica
                b) la formula calcola la potenza termica (KW) necessaria e non il fabbisogno energetico (KWH) come da te indicato

              2. Per chi continua a mettere in dubbio la riduzione di potenza richiesta con l’aumentare dei gradi giorno provo a rispondere con un esempio pratico a vedere se chiudiamo la questione.
                Dovete considerare che il calcolatore presente su questa pagina serve per estrapolare la potenza termica necessaria dall’EPHnd calcolato in legge 10, solo che l’EPHnd tiene conto già di per se della zona climatica, infatti prendendo come esempio 2 case perfettamente identiche di sagoma, esposizione, cappotti, ecc… se quella al nord ha un EPHnd di 50kwh/mq anno in zona climatica con 2500GG e la seconda si trova al sud in zona con 1250GG questa seconda casa avrà un EPHnd di 25kwh/mq anno.

                1. è proprio perchè ho fatto il calcolo con tutti i parametri che mi permetto di dire che la formula non va. Lei ha verificato per due località come Milano e Palermo? Ha il coraggio di pubblicare i risultati?

                  1. Ciao Antonella,

                    ho avuto addirittura il coraggio di pubblicare questo articolo con spiegazione, formule e calcolatore online.
                    La prego di trovare l’errore in modo da poterlo correggere. Con un po’ di coraggio.
                    Altrimenti rimaniamo nel mondo delle speculazioni e non della scienza e della tecnologia.

                2. ma se uno dovesse ricavare da un macchinario il rendimento al 100% della potenza utile, cosa dovrebbe fare?

                    1. Bella domanda, mi dice che per 93 mq ci vogliono 6-8 kw. Lo so che la risposta ha ,dal punto di vista dei valori climatici di cui tratta l’articolo, poca valenza, ma i modi dubbi rimangono, non vorrei che a questo punto il valore di EPH nd dell’APE fosse ottimistico rispetto alla realtà, vedo che 18,93 è un valore molto basso. Anche i venditori di pompe di calore spesso consigliano i 4 kW per case di 50 mq.

                    2. Michele De Santis

                      Salve,
                      ho letto l’articolo e lo trovo molto interessante. Tuttavia non riesco a trovare il calcolatore, o meglio compare della pubblicità dove credo dovrebbe esserci la possibilità di inserire i dati.

                      Cordiali Saluti

                            1. Stefano Spitale

                              Buongiorno, concordo con le segnalazioni di cui sopra, se trasporta la sua casa con i suoi parametri di riferimento in una zona più calda, come per esempio la Calabria, otterrà un fabbisogno maggiore. È matematica, se divide per un valore più grande otterrà una cifra più piccola e viceversa.

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