Pompa di calore per acqua calda sanitaria: Daikin HPSU Compact

Pompa di calore per acqua calda sanitaria: Daikin HPSU Compact

Vediamo come funziona una pompa di calore per acqua calda sanitaria utilizzando come riferimento la mia Daikin HPSU Compact. Nonostante sia un argomento in apparenza semplice, ci sono alcuni punti di attenzione in merito al corretto dimensionamento ed alla programmazione della produzione di acqua calda sanitaria (ACS).

Pompa di calore per acqua calda sanitaria e produzione istantanea

Una pompa di calore non e’ in grado di produrre in modo diretto ed istantaneo acqua calda sanitaria a differenza di una più tradizionale caldaia a metano.

Questo limite e’ determinato principalmente dalla potenza termica necessaria. Vediamo con un esempio concreto la potenza termica istantanea che sarebbe necessaria per una doccia:

  • temperatura acqua potabile: 12,5 ºC
  • temperatura acqua calda: 42,5 ºC
  • portata acqua calda: 10 litri/min = 600 litri/ora
  • potenza termica = 1,163 * portata * salto termico = 1,163 * 600 * (42,5 – 12,5) = 21 kW

Per questo motivo si ricorre all’adozione di una accumulatore termico che, abbinato alla pompa di calore vera e propria, accumula in modo graduale il calore prodotto ad una potenza limitata per rilasciarlo successivamente al momento della produzione dell’acqua calda sanitaria.

Pompa di calore per acqua calda sanitaria e accumulo termico

L’accumulatore o accumulo termico è una combinazione di serbatoio di accumulo di acqua calda e di uno scaldacqua istantaneo. L’acqua sanitaria da riscaldare viene convogliata e riscaldata attraverso uno scambiatore di calore ad alte prestazioni separato in acciaio inox.

L’acqua potabile è contenuta in uno scambiatore di calore ad alte prestazioni in acciaio inossidabile a lunga durata (INOX). L’acqua potabile rimane perfettamente igienica. Nella foto del serbatoio di accumulo della mia pompa di calore Daikin HPSU Compact e’ ben visibile la doppia serpentina:

Accumulo termico e dispersione pompa di calore Rotex HPSU Compact

Dimensionamento serbatoio accumulo termico

Per il dimensionamento rapido in litri di un serbatoio di accumulo per l’acqua calda sanitaria si possono usare delle tabelle di riferimento che tengono conto di:

Periodo di puntaÈ il periodo in cui risulta più elevato il consumo d’acqua calda
Consumo d’acqua calda nel periodo di puntaVolume totale di acqua calda consumata durante il periodo di punta
Periodo di preriscaldamentoTempo necessario a portare l’acqua fredda fino alla temperatura di
accumulo impostata
Temperatura acqua freddaSi può assumere:
- 10÷12°C al Nord
- 12÷15°C al Centro
- 15÷18°C al Sud
Temperatura acqua caldaSi può considerare 40°C
Temperatura accumulo acqua caldaDipende da diversi fattori, in particolare:
- trovare il compresso tra dimensioni del bollitore e temperatura accumulo
- limitare eventuali corrosioni/depositi di calcare (oltre i 60°C)
- impedire lo sviluppo di batteri

Per semplicità ci sono questi riferimenti per la capacita’ dell’accumulo termico:

  • Abitazione con un un bagno: 260 litri
  • Abitazione con due bagni: 340 litri

La principali pompe di calore con accumulo termico integrato presenti sul mercato hanno proprio quelle taglie:

  • Panasonic Aquarea All in One: 185 litri
  • Mitsubishi Hydrotank: 200 litri
  • Daikin HPSU Compact: 300 o 500 litri

Passiamo ad un esempio concreto considerando proprio la pompa di calore Daikin HPSU Compact.

Capacita'
accumulo
Potenza pompa di calore4 kW8 kW16 kW
300 litriQuantità acqua calda senza reintegri (prelievo 12 litri/min)184 litri153 litri
Tempo reintegro 140 litri (un bagno)90 min45 min
Tempo reintegro 90 litri (una doccia)55 min30 min
500 litriQuantità acqua calda senza reintegri (prelievo 12 litri/min)364 litri318 litri
Tempo reintegro 140 litri (un bagno)45 min25 min
Tempo reintegro 90 litri (una doccia)30 min17 min
Come si vede la combinazione della capacita’ dell’accumulo termico e della potenza pompa di calore determinano di fatto il comfort raggiungibile.

Ovviamente la temperatura effettiva dell’acqua calda non potrà mai superare quella corrente dell’accumulo.

La mia raccomandazione e’ di non lesinare con la dimensione dell’accumulo termico per le ragioni seguenti:

  • la vostra famiglia potrebbe malmenarvi se dovesse fare la doccia fredda
  • un accumulo di dimensioni maggiori può operare ad una temperatura inferiore e quindi migliorando l’efficienza della pompa di calore
  • se l’accumulo termico viene utilizzato anche per gli sbrinamenti invernali, come nella pompa di calore Daikin HPSU Compact, una dimensione maggiore limiterà la frequenza reintegro e le conseguenti interruzioni al riscaldamento

Un altro elemento molto importante in inverno e’ il meccanismo con cui la pompa di calore effettua gli sbrinamenti dell’unita’ esterna: nel caso della Daikin HPSU Compact l’energia termica viene proprio prelevata dall’accumulo termico.

Nel caso non lo avessi ancora fatto, puoi leggere Rotex HPSU Compact: come funziona lo sbrinamento ?.

Pompa di calore per acqua calda sanitaria limiti

Se la programmazione della produzione di acqua calda sanitaria non e’ accorta rischiamo di rimanere addirittura al freddo: il manuale della HPSU indica chiaramente che per ragioni di sicurezza il funzionamento e’ impedito quando la temperatura esterna e’ < 12 °C e contemporaneamente la temperatura del bollitore e’ < 30 ºC. Tenetelo sempre a mente nel caso vogliate avventurarvi in un’ottimizzazione spinta.

Ricordo anche che, per la funzione dell’unita’ esterna, la produzione di acqua calda sanitaria ha priorità rispetto al riscaldamento: punto di attenzione in inverno, particolarmente nel caso che pensiate di limitare gli orari di funzionamento del riscaldamento.

Tralascio il caso di utilizzo della resistenza elettrica perché in tutte le mie prove si e’ rivelato uno strumento meno efficiente rispetto all’utilizzo dell’unita’ esterna. Sicuramente e’ utile in caso di dimensionamento troppo risicato della vostra pompa di calore in presenza di freddo estremo: ma finora sono perfettamente sopravvissuto senza !

Tutte queste considerazioni valgono anche nel caso in cui utilizziate la funzionalità Smart Grid (che non fa altro che aumentare i set-point di programmazione). A tal proposito potreste rileggere 4-Noks Elios4you: auto-consumo fotovoltaico e pompa di calore.

Configurazione produzione acqua calda sanitaria

Veniamo ora a descrivere i (pochi) parametri di programmazione della pompa di calore Daikin HPSU Compact relativi alla produzione di acqua calda sanitaria.

In sostanza e’ possibile definire fino a tre set-point di temperatura dell’accumulo T-ACS nom 1T-ACS nom 2T-ACS nom 3 su tre intervalli temporali.

La Daikin HPSU Compact cerca di regolare il valore dell’accumulo sul set-point corrente (T-ACS nom x) con un’isteresi definita dal parametro HP Isteresi TDHW.

Detto in altre parole (sempre nel caso di non utilizzo della resistenza elettrica):

  • fino a quando l’accumulo si trova ad una temperatura superiore a T-ACS nom x – HP Isteresi TDHW non viene fatta nessuna azione sull’unita’ esterna
  • quando la temperature dell’accumulo scende sotto T-ACS nom x – HP Isteresi TDHW l’unita’ esterna si accende (oppure anziché alimentare il circuito di riscaldamento viene deviata e regolata sull’ACS)
  • quando la temperature dell’accumulo raggiunge il set-point corrente T-ACS nom x l’unita’ esterna ritorna nello stato precedente (si spegne oppure ritorna ad alimentare il circuito di riscaldamento)

Esiste anche questi ulteriori parametri ancillari:

  • Max DHW loading time: definisce l’intervallo massimo di funzionamento in produzione di ACS (serve in inverno per evitare di bloccare per troppo tempo il riscaldamento)
  • DHW Off Time: definisce l’intervallo minimo tra due cicli consecutivi di di produzione ACS (serve in inverno per evitare di bloccare per troppo tempo il riscaldamento)

Direi che siamo pronti a ricordare un ultimo aspetto, particolarmente importante d’estate: i limiti di funzionamento della HPSU.

4

In buona sostanza in presenza di temperatura esterne anche non particolarmente elevate, la sola unita’ esterna non e’ in grado di raggiungere temperature di accumulo troppo elevate.

In questo caso, in cui magari vogliate fare un auto-consumo spinto del fotovoltaico, potreste attivare la resistenza elettrica. Con lo SSP ed un fotovoltaico sotto-dimensionato come nel mio caso non risulta conveniente.

Nella pagina Configurazione HPSU e LET trovate la mia configurazione corrente aggiornata.

Spero di non essermi dimenticato nulla di importante e che ora possiate considerare una pompa di calore per acqua calda sanitaria.

Pompa di calore per acqua calda sanitaria: Daikin HPSU Compact ultima modifica: 2018-02-17T07:00:00+00:00 da La mia Casa Elettrica
Potrebbe interessarti anche

Lascia un commento

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