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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Buongiorno,
credo ci sia qualche errore nella formula: a parità di tutti gli altri parametri, se diminuiscono i gradi giorno dovrebbe diminuire la potenza necessaria. Invece, essendo i gradi giorno al denominatore, la potenza aumenta. Com’è possibile?
Grazie
Ciao Ernesto,
non puoi modificare un solo parametro, devono essere consistenti tra di loro perché sono dei riferimenti propri di ciascun luogo.
Buongiorno, ho acquistato una villetta a schiera in costruzione a Ravenna città in classe stimata A3 con riscaldamento radiante a pavimento su superfice di meno di 100mq, con tre bagni (due docce). Sarà abitata da 3/4 persone. Il termotecnico ha indicato una pompa di calore da 9kw. Devo cambiare termotecnico?
Ciao Stefano,
decisamente sì. Confrontati con i dati della mia casa dove ho una pompa di calore da 6 kW.
Buongiorno, mi sto addentrando nel mondo dell’impiantistica, ho fatto 3 preventivi, su una casa da 2 piani ed impianti separati. Primo preventivo hanno proposto una 11 ed una 15 kw, 2° preventivo 2 pompe di calore da 8 kw, 3° una da 5 ed una da 7kw, beh, senza parole. Ho iniziato ad informarmi e sono capitato nel vostro blog molto interessante. Stando al calcolo da voi elaborato mi vien fuori cosi:
Fabbisogno di Energia Termica Utile per Riscaldamento 6 062.35 kWh
EPH nd: 21,65 kWh/m2
Superficie: 280 m2
Temperatura di progetto: 2,55
Gradi Giorno: 1107
Zona C, ore di accensione 16.
il risultato che ne esce fuori è 5,97kw per l’intero edificio!!!! ho effettuato i calcoli in modo corretto? se cosi fosse sono incredulo su ciò che mi hanno proposto, ho i dati delle 2 unità separate da 140 mq calpestabili l’una e mi esce fuori un piano EPH 17,82 ed una pompa da 2,46 kw, il secondo piano EPH 25,47 ed una pompa di 3,51 kw… ho fatto bene i calcoli? Grazie per la vostra disponibilità.
Carletto
Ciao Carletto,
come scrivo nell’articolo “E’ fondamentale non confondere il dato del fabbisogno di energia termica ETH con quello del fabbisogno di energia primaria EPH.”
Ho visto ora la risposta, ti ringrazio, ho controllato ed ho sbagliato scrivendo la sigla, i dati che ti ho riportato sono giusti, sono riferiti al fabbisogno di energia termica ETH, ho confuso la sigla, Scusami per l’errore, ti chiedo nuovamente se i calcoli che ho fatto sono corretti, ancora grazie
Ciao Carletto,
direi di sì.
In alcune condizioni è maggiormente sfavorevole la situazione estiva, in quel caso come si procede per il dimensionamento?
Ciao Nicola,
non ho l’esperienza specifica per il dimensionamento sul solo freddo.
Ciao, vorrei chiedere come dovrebbe essere aggiornata la formula di calcolo, partendo dai valori che si trovano sulla nuova APE in particolare EP gl,nren oppure EPh, nd
grazie
Alex
Ciao Alessandro,
occorre un dato termico non legato alla tipologia di fonte. Quanto è possibile fare con l’APE è già indicato nell’articolo.
Salve,
la formula può essere utilizzata anche per le pompe di calore di impianti a pavimento?
Ciao Angelo,
la formula e’ indipendente dall’impianto di distribuzione del calore (già incluso nella certificazione energetica).
Ciao Angelo,
sì è indipendente dall’impianto di distribuzione del calore (incluso implicitamente nelle caratteristiche termiche dell’impianto).
Molto interessante per completare l opera vorrei includere nel calcolo anche la produzione di ACS…. Come devo procedere
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).
Buongiorno, articolo molto interessante, sto provando a recuperare i dati di cui ho bisogno per eseguire il calcolo, le chiedo se ho eseguito correttamente il calcolo del valore ETH:
– Gradi Giorno: 1107
– Temperatura esterna di progetto: 2,5°
– Superficie utile: 142m²
– Ore giornaliere di funzionamento: 14
– Fabbisogno annuo di energia termica (ETH)= kwh/m²anno, me lo sono ricavato così, dai dati progettuali ho il fabbisogno di energia termica utile per il riscaldamento che è pari a 6062kwh e lo ho diviso per i m² utili (142) con risultato ETH 42 è corretto il calcolo che ho effettuato?
Potenza termica della pompa di calore che dovrei installare è di 6,73 kw, è corretto?
dovrei abbinarla ad un impianto canalizzato, devo prendere in considerazione altri parametri per il dimensionamento? Inoltre non mi è chiaro se installando una pompa inverter è consigliabile o meno l’installazione di un accumulo.
Grazie
Buona giornata
Ciao Carletto,
il tuo ragionamento nel calcolo semplificato mi sembra corretto.
Il dimensionamento termico di massima non è influenzato dall’impianto di distribuzione (che in qualche modo è già incluso nel fabbisogno).
Se intendi l’accumulo tecnico per acqua calda sanitaria la risposta è ovviamente sì.
Se intendi un picco accumulo verso l’impianto di distribuzione la risposta è dipende, ma nella maggior parte dei casi potrebbe essere utile ad assicurare un funzionamento efficiento della pompa di calore.
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?
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.
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 .
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.
Capito, ti ringrazio per la delucidazione.