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: calcolo quanti kW per mq.
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 pompa di calore per 150 mq da bolletta gas
- Pompa di calore per appartamento 100 mq: calcolo con bolletta del gas
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:
- un’ottima approssimazione del dimensionamento pompa di calore alla temperatura esterna di progetto
- un valido confronto tra i dati nominali di efficienza energetica della vostra abitazione ed i consumi energetici effettivi
Per chi volesse approfondire più in generale l’argomento dimensionamento pompa di calore potete anche guardare queste due video guide molto dettagliate:
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:
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
| Parametro | Valore |
|---|---|
| Gradi Giorno | 2.544 [GG] |
| Temperatura esterna di progetto | -5 ºC |
| Superficie utile | 114 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):
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
| Comune | Fascia climatica | Gradi giorno | Ore giornaliere | Temperatura di progetto (°C) |
|---|---|---|---|---|
| Bergamo | E | 2.533 | 14 | -5 |
| Bologna | E | 2.259 | 14 | -5 |
| Brescia | E | 2.410 | 14 | -7 |
| Ferrara | E | 2.326 | 14 | -5 |
| Firenze | D | 1.821 | 12 | 0 |
| Foggia | D | 1.530 | 12 | 0 |
| Forli | D | 2.087 | 12 | -5 |
| Genova | D | 1.435 | 12 | 0 |
| Livorno | D | 1.408 | 12 | 0 |
| Milano | E | 2.404 | 14 | -5 |
| Modena | E | 2.258 | 14 | -5 |
| Monza | E | 2.404 | 14 | -5 |
| Padova | E | 2.383 | 14 | -5 |
| Parma | E | 2.502 | 14 | -5 |
| Perugia | E | 2.289 | 14 | -2 |
| Pescara | D | 1.718 | 12 | 2 |
| Prato | D | 1.668 | 12 | |
| Ravenna | E | 2.227 | 14 | |
| Reggio nell'Emilia | E | 2.560 | 14 | -5 |
| Rimini | E | 2.139 | 14 | |
| Roma | D | 1.415 | 12 | 0 |
| Torino | E | 2.617 | 14 | -8 |
| Trieste | E | 2.102 | 14 | -5 |
| Venezia | E | 2.345 | 14 | -5 |
| Verona | E | 2.468 | 14 | -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:
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:
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:
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:
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:
Calcolo curva climatica riscaldamento con pompa di calore
Consumo pompa di calore: quanto consuma una pompa di calore?
Dimensionamento pompa di calore | Calcolo potenza termica nominale
Pompa di calore per appartamento 100 mq calcolo potenza kW
Daikin HPSU Compact pompa di calore Daikin come funziona
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Sul mio APE del 2016 ho l’indice EPH,nd 114,64 e non ETH [kWh/m²anno] . Come si fa il calcolo?
Ciao Massimo,
ti invito a rileggere l’articolo con attenzione.
Buongiorno,
Interessante sito! Complimenti, mi sono fatto una cultura.
Io sto cercando di dimensionare la PDC per casa mia (Casa nuova).
Dai dati della legge 10 ho questi valori
Fabbisogno di energia termica 18321
Sup 271
T° interno 20
T° prog -6
Gradi giorno 2557
Ore giorno 20
Eph 67,60595201
Quindi secondo il calcolo da te riportato per dimensionare avrei necessità di una PDC da 10 KW dato che
E Termica risc giorno è pari a: 9,31
Il mio termotecnico però ha inserito a progetto una PDC da 16 KW.
Chiedendogli spiegazioni lui asserisce che quello che per me è un sovradimensionamento deriva da questi tre fattori:
a) Secondo lui bisogna aumentare un po la potenza per evitare che la pompa vada sempre a lavorare in “inseguimento” e quindi in situazioni limite on arriverebbe mai al target e lavorerebbe sempre al massimo. Motivando questo anche con la lunghezza elevata dei tubi che influiscono sulla necessità di avere una pompa più potente.
Da ciò mi dice che se la pompa lavorasse sempre in rincorsa i consumi sarebbero molto elevati.
b) Dato che la costruzione è in tradizionale, non bioedilizia, qualche errore esecutivo che fa si che si creino dei ponti termici viene sempre fatto e questo causerà dispersione che dovrà esser compensata dalla pompa (sovradimensionata).
C) inoltre dice che io ho fatto i conti sulla potenza e non sull’energia… (non ha saputo argomentare di più su questo punto, ma ceod che il calcolo che proponi tu sia esattamente tarato sulla energia della pompa e non sulla sua potenza)
Ti chiedo un consiglio.. dato che io starei su una 10 KW… e farei in modo di far controllare bene la costruzione di modo da far si che non si creino ponti termici.
Grazie per il tuo apporto
Ciao
Ciao Carlo,
cambia termotecnico perché:
a) non conosce la differenza nella modalità di funzionamento tra una pompa di calore ed una caldaia tradizionale
b) ti avverte che il progetto che ha fatto e’sbagliato (dovrebbe già tenere conto dei ponti termici)
c) il dimensionamento si fa proprio per determinare la potenza; tu hai usato il “fabbisogno energetico” per il calcolo …
Buonasera, non sono in possesso di una APE, esiste un’altra maniera per conoscere il valore ETH del mio appartamento ?
Grazie
Ciao Barbara,
col progetto termico (legge 10) documento obbligatorio ed archiviato in comune alla costruzione dell’edificio ma spesso non nelle nostre mani.
Salve , io invece ho 2 quesiti che non vedo mai riportati . Diciamo che ho una casa che a regime , disperde in media 2 kw/h . quindi in bassa stagione saranno 1kW/h , in media stagione 2 kw/h , in alta stagione 3,5 Kw/h ( questi sono i miei consumi in kw/h col metano ) . ebbene , se acquistassi una 4 kw di pompa di calore , come potenza ci starei dentro , almeno nelle mezze stagioni che è quello che mi interessa , però abbiamo la temperatura di mandata che mi lascia perplesso , nel senso che i radiatori che ho , se non hanno 40/45 gradi di mandata , non scambiano a sufficienza . quindi mi chiedo se il COP della pompa di calore a 45 gradi è 2,5 ad esempio , non è importante anche la PORTATA del circolatore ? cioè con 1000 litri orari netti e 45 gradi di mandata è una cosa , 1500 litri orari netti 45 gradi di mandata sarà un altra cosa ? Secondo quesito , è possibile mandare la pompa di calore dicendole , VAI a TOT assorbimento STOP , dove arrivi arrivi . Grazie
Ciao Gess,
probabilmente non trovi questi quesiti perché non specifici dell’argomento di questo articolo.
Data la potenza di picco, ovviamente la potenza termica erogata effettivamente dalla pompa di calore dipende prima di tutto da portata e salto termico tra flusso di mandata e di ritorno. E poi dalla tipologia di impianto di distribuzione (radiatori e pavimento radiante sono molto differenti).
Ma stiamo virando nel campo della progettazione dell’impianto. Quindi OT.
Ciao, sono un architetto e mi sto occupando della collaborazione alla progettazione di un piccolo condominio con 7 appartamenti. Prima di passare tutto all’ingegnere impiantista vorrei fare un progetto di massima dell’impianto di riscaldamento con unica PDC centralizzata e pavimenti radianti nelle unita’.
Nel software della L.10 ho configurato per bene l’involucro con tutti i ponti termici, ho disattivato il generatore di calore e ottenuto un eth pari a 36 kWh/m2. Eseguito il calcolo per il dimensionamento ottengo una potenza di 16,6 kW.
Quindi adesso devo cercare fra i vari prodotti in commercio attraverso le curve di resa di PDC a 35 gradi per una temperatura a -2 gradi una pdc che mi eroghi circa 16,6 kw?
mi trovo in zona C e ho impostato a 0 gradi la T esterna di progetto.
Ad ogni modo grazie per i tuoi suggerimenti.
Ciao Paola,
se ti serve una pompa di calore da 16,6 kW ti consiglio di trovarne una da 16,6 kW.
Ok ti ringrazio, essendo una pompa di calore centralizzata, questa valutazione considera la contemporaneita’ di tutte le abitazioni?
Ciao Paola,
se ne hai tenuto conto in fase di inserimento dei parametri certamente.
Sono in zona climatica C con 1046 gradi giorno, per Cagliari 3 gradi temperatura esterna di progetto (io vivo in provincia, siamo sui 2/3 gradi reali).
69 Kwh/mq annuo, casa con pavimento radiante su 2 piani (70mq x2) e ho messo 20 ore di funzionamento,
Mi esce circa 8kw di pompa di calore, più o meno l’idea che mi ero già fatto. E’ corretta la valutazione? Grazie mille.
Ciao Danilo,
se hai inserito correttamente i dati nel calcolatore online, il risultato sara’ sicuramente corretto.
Ho il dubbio sulle ore di funzionamento, il chè mi cambia tutto sul taglio della pompa di calore. Essendo un riscaldamento a pavimento, è corretta un interpretazione di 20/22 ore di funzionamento?
E’ un sistema che deve rimanere sempre in funzione, non ho calcolato le 10-14 ore come da tabella.
Grazie ancora.
Ciao Danilo,
questo calcolatore riguarda la pompa di calore che potrebbe funzionare anche con termosifoni.
Secondo me 20/22 ore potrebbero essere troppe perché non terresti conto degli intervalli dedicati alla produzione di acqua calda sanitaria e per gestire gli sbrinamenti.
Rimangono comunque i regolamenti relativi al numero di ore giornaliere di accensione del riscaldamento consentite (che sinceramente ignorerei).
Buongiorno,
dalla formula si evince che più aumentano le ore giornaliere di funzionamento e minore è il requisito in KW termici del generatore. Dato che spesso le pompe di calore vengono lasciate in funzione per molte ore (es. 20 ore) è corretto dimensionare la pompa incrementando il valore in funzione del tempo effettivo che si pensa di utilizzarla?
grazie,
Valerio
Ciao Valerio,
e’ corretto nella misura in cui metti un tempo rappresentativo della realtà.
Certamente e’ errato mettere 24 ore perché escluderesti:
– la produzione di acqua calda sanitaria che interrompe il riscaldamento
– gli sbrinamenti che, a seconda della soluzione adottata, potrebbero interrompere il riscaldamento per un tempo non trascurabile
Consiglio di utilizzare le ore giornaliere di funzionamento raccomandate dalla normativa in modo da avere anche gli opportuni margini di sicurezza.
se ho un albergo con 22 camere, ciascuna da 16 mq e un ristorante di 160 mq a Roma, come posso calcolare???????
Grazie!
Ciao Demetrio,
sinceramente mi rivolgerei ad un professionista nel tuo caso.
Perché se aumento i gradi giorno la potenza termica diminuisce? Dovrebbe essere il contrario o no?
Ciao Raffaele,
perché non e’ corretto modificare solo i gradi giorno. Se cambiassi località cambierebbero tutti i parametri di riferimento (gradi giorno, temperatura di progetto, ore di funzionamento).
Buongiorno ,
Volevo chiederti se il calcolo per il dimensionamento della pdc tramite eph nd(45,6 ) invece di eth e sempre valido.
Io ho casa 183 m eph nd 45,6 zona E il termotecnico mi ha calcolato una dispersione di 8,3 kw a -5 senza vmc
Ciao e grazie
Luca
Ciao Luca,
non mi risultano variazioni nella normativa che definisce quei parametri standard.
Ok grazie ,allora faccio il calcolo con eph nd
Grazie ancora
Ciao