Vai al contenuto
Home » Pompa di calore » Produzione ACS con pompa di calore la mia esperienza pratica

Produzione ACS con pompa di calore la mia esperienza pratica

    Produzione acqua calda sanitaria pompa di calore Rotex HPSU Compact

    Scopri come funziona la produzione acqua calda sanitaria (ACS) con pompa di calore utilizzando come esempio la Daikin HPSU Compact. La mia esperienza pratica su dimensionamento serbatoio accumulo ACS pompa di calore e programmazione nell'utilizzo quotidiano.

    Produzione ACS con pompa di calore

    Una pompa di calore, a differenza di una tradizionale caldaia a metano, non è in grado di effettuare la produzione ACS in modo diretto ed istantaneo. Sul mercato non troverete mai una pompa di calore senza accumulo per la produzione di acqua calda sanitaria.

    Questo limite fisico è determinato principalmente dalla potenza termica che sarebbe necessaria alla pompa di calore per la produzione acqua calda sanitaria (ACS) istantanea.

    Vediamo concretamente, immaginando di fare una doccia, quale sarebbe la potenza termica necessaria per la produzione istantanea di ACS con una pompa di calore:

    • 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

    Sarebbe del tutto antieconomico utilizzare una macchina enorme per erogare tutta questa potenza termica solo per pochi minuti al giorno. Ovviamente c'è una soluzione.

    Si ricorre all'adozione di un serbatoio di accumulo ACS con la pompa di calore, in modo abbinato o integrato, che accumula in modo graduale il calore prodotto ad una potenza limitata per rilasciarlo successivamente in modo brusco ed immediato durante la produzione ACS con pompa di calore.

    Leggi anche il mio articolo su Accumulo termico e dispersione pompa di calore.

    Produzione acqua calda sanitaria ed accumulo ACS con pompa di calore

    L’accumulatore o accumulo ACS di una pompa di calore è una combinazione di un 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 circola in uno scambiatore di calore ad alte prestazioni in acciaio inossidabile a lunga durata separato rimanendo così perfettamente igienica.

    Nella foto seguenti del serbatoio di accumulo ACS della mia pompa di calore Daikin HPSU Compact e della pompa di calore Panasonic Aquarea sono ben visibili le serpentine di scambio:

    Dimensionamento serbatoio di accumulo ACS pompa di calore

    Per il dimensionamento del serbatoio di accumulo ACS pompa di calore in modo rapido si possono usare delle tabelle di riferimento che tengono conto dei seguenti parametri:

    Periodo di piccoPeriodo con maggior consumo di ACS
    Consumo di ACS di piccoVolume di ACS consumata nel picco
    Tempo preriscaldamentoTempo per riscaldare l’acqua fredda fino al set-point di T accumulo ACS
    T acqua freddaSi può assumere 10÷12°C al Nord, 12÷15°C al Centro e 15÷18°C al Sud
    T ACSSi può considerare 40°C
    T accumulo ACSDipende da diversi fattori, in particolare:
    - compresso con le dimensioni
    - limitare eventuali corrosioni/depositi di calcare (oltre i 60°C)
    - impedire lo sviluppo di batteri

    Per semplicità ci sono questi riferimenti per la capacità dell'accumulo termico:

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

    I principali modelli di pompa di calore con produzione ACS (acqua calda sanitaria) e serbatoio di accumulo integrato presenti sul mercato hanno proprio quelle taglie:

    • Panasonic Aquarea All in One: 185 litri
    • Mitsubishi Hydrotank: 200 litri
    • Daikin Altherma 3: 1280, 230, 300 o 500 litri

    Passiamo ad un esempio concreto considerando l'accumulo ACS della mia pompa di calore Daikin HPSU Compact e valutando:

    • il volume di ACS erogabile senza necessità di riscaldare nuovamente l'acqua fredda (reintegro), dipendente principalmente dalla capacità dell'accumulo ACS della pompa di calore
    • il tempo necessario per reintegrare l'ACS consumata con un bagno, dipendente principalmente dalla potenza termica della pompa di calore
    • il tempo necessario per reintegrare l'ACS consumata con una doccia
    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 capacità di accumulo ACS e potenza della pompa di calore determinano di fatto il comfort raggiungibile nella produzione acqua calda sanitaria.

    Parlando sempre di comfort, ovviamente la temperatura effettiva nella produzione acqua calda sanitaria non potrà mai superare quella corrente dell'accumulo ACS della pompa di calore.

    Con l'accumulo ACS della pompa di calore Panasonic Aquarea o Mitsubishi il risultato non sarebbe molto diverso.

    La mia raccomandazione è, se possibile, di non lesinare con il dimensionamento dell'accumulo ACS della pompa di calore 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 è il meccanismo con cui la pompa di calore effettua gli eventuali sbrinamenti: nel caso della pompa di calore Daikin HPSU Compact l'energia termica viene proprio prelevata dall'accumulo termico.

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

    Limiti produzione ACS con pompa di calore

    Se la programmazione della produzione ACS con pompa di calore non è accorta, potremmo rischiare di rimanere addirittura al freddo.

    Ad esempio nel manuale della pompa di calore Daikin HPSU Compact viene indicato chiaramente che per ragioni di sicurezza il funzionamento è impedito quando la temperatura esterna è < 12 °C e contemporaneamente la temperatura del bollitore è < 30 ºC. Tenetelo sempre a mente nel caso vogliate avventurarvi in un'ottimizzazione spinta riducendo al minimo il set-point di temperatura dell'accumulo ACS pompa di calore.

    Ricordo anche che normalmente in una pompa di calore la produzione ACS ha la priorità rispetto al riscaldamento: punto di attenzione in inverno, particolarmente nel caso che pensiate di limitare troppo gli orari di possibili di funzionamento del riscaldamento.

    Tralascio il caso di utilizzo della resistenza elettrica come backup perché in tutte le mie prove si è rivelato uno strumento davvero meno efficiente rispetto all'utilizzo del compressore dell'unità esterna.

    Sicuramente il bakcup heater può essere utile in emergenza in caso di dimensionamento troppo risicato della vostra pompa di calore in presenza di freddo estremo: finora sono perfettamente sopravvissuto senza ! E normalmente i tecnici con troppa esperienza con le caldaie tendono a sovradimensionare la pompa di calore

    Tutte queste considerazioni valgono anche nel caso in cui utilizziate funzionalità di autoconsumo del fotovoltaico tipo lo Smart Grid (che non fa altro che aumentare i set-point di programmazione di produzione ACS e riscaldamento della pompa di calore). Potreste anche leggere il mio articolo su Smart Grid Daikin: pompa di calore più fotovoltaico.

    Configurazione produzione ACS con pompa calore Daikin HPSU Compact

    Veniamo ora a descrivere i (pochi) parametri di programmazione relativi alla produzione ACS con pompa di calore Daikin HPSU Compact: la logica è comunque simile per qualsiasi altro modello

    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 pompa di calore Daikin HPSU Compact cerca di regolare il valore di temperatura dell'accumulo termico 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 di backup):

    • fino a quando l'accumulo termico si trova ad una temperatura superiore a T-ACS nom xHP Isteresi TDHW non viene fatta nessuna azione
    • quando la temperatura dell'accumulo ACS della pompa di calore scende sotto il set-point corrente - meno l'isteresi, l'unità esterna si accende (oppure interrompe riscaldamento in corso) avviando la produzione acqua calda sanitaria)
    • quando la temperature dell'accumulo ACS della pompa di calore raggiunge il set-point corrente l'unità esterna ritorna nello stato precedente spegnendosi oppure ritorna ad alimentare il circuito di riscaldamento

    Esistono anche due ulteriori parametri ancillari:

    • Max DHW loading time: definisce l'intervallo massimo di produzione ACS della pompa di calore (serve in inverno per evitare di bloccare per troppo tempo il riscaldamento)
    • DHW Off Time: definisce l'intervallo minimo tra due cicli consecutivi di produzione ACS della pompa di calore (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 pompa di calore Daikin HPSU Compact.

    4

    In buona sostanza in presenza di temperatura esterne anche non particolarmente elevate, la sola unità esterna non è in grado di raggiungere temperature di accumulo ACS troppo elevate.

    In questo caso, in cui magari vogliate fare autoconsumo fotovoltaico, potreste attivare la resistenza elettrica. Con lo scambio sul posto 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 serenamente la produzione ACS con pompa di calore.

    Letti tutti i miei articoli su Pompa di calore:

    Ultimo aggiornamento Amazon Affiliate 2022-07-03 at 14:37

    34 commenti su “Produzione ACS con pompa di calore la mia esperienza pratica”

    1. Buongiorno, mi hanno appena installato una pompa di calore (sia riscaldamento che acs) di 180 litri. Essendo in 4 in casa con due bagni (di cui uno con vasca) è un totale disastro perché non riusciamo a fare né 4 docce consecutive, né una vasca rilassante. Esistono delle tabelle per la corretta valutazione degli accumuli?
      Grazie mille

      1. Ciao Viola,

        il dimensionamento dell'accumulo dipende dall'utilizzo che fate dell'acqua calda sanitaria: sono in eterno conflitto con le docce di mio figlio.
        Visto che sei già in questa situazione puoi in parte rimediare alzando, per quanto possibile la temperatura dell'accumulo.

        Diciamo che 50 litri a testa dovrebbe essere sufficiente per un utilizzo "moderato". Se avete due bagni non ce la farete mai.
        Nel mio caso per quattro persone abbiamo 500 litri e non abbiamo quasi mai problemi.

        Per approfondire in modo compiuto ti rimando a questa pubblicazione Caleffi.

    2. Ciao, mi propongono soluzione ibrida pompa di calore per clima + accumulatore acs (no riscaldamento). Siamo in 4. Puo' aver senso/è efficiente da un punto di vista del costo vs caldaia acs vs sistema acs istantaneo (tipo Rinnai)?
      L'accumulatore può essere installato all'esterno ?

      1. Ciao Marco,

        a parte ciò che ti propongono, qual è la tua esigenza? Che impianto hai oggi?

        Normalmente si parla di pompa di calore ibrida quando c'è una pompa di calore accoppiata ad una caldaia a condensazione per effettuare il riscaldamento.

        1. Chiarisco meglio, per ristrutture appartamento con impianto riscaldamento centralizzato.
          devo decidere che tipo d'impianto climatizzazione ma devo anche prevedere acs. le opzioni che mi hanno proposto sono 1) scaldacqua istantaneo tipo rinnai (l'aapartamento è abbastanza grande), 2)caldaia tradizionale a gas (solo acs) oppure 3) sistema con pompa di calore che può alimentare clima e caldaia ad accumulo (no riscaldamento, a meno di prevedere un futuro distacco da centralizzato). Mi sembra che la caldaia ad accumulo, a parte altre considerazioni, richieda molto spazio e non può essere installata su balcone. non sono convinto a meno che non ci siano soluzioni a minor ingombro/orizzontali/da controssoffitto (come qualcumìno mi ha suggerito).

          1. Ciao Marco,

            faccio una piccola premessa, la superficie dell'appartamento non influenza il fabbisogno di acqua calda sanitaria che dipende fondamentalmente dal numero di persone presenti nell'abitazione.

            Non mi risultano esistenti soluzioni basate su pompa di calore integrate (ovvero unica unità esterna) che nascono per avere esclusivamente raffrescamento (con espansione diretta) ed acqua calda sanitaria, prevedono tutte anche il riscaldamento (giustamente perché la differenza di componenti è minima).
            La produzione di ACS con pompa di calore richiede necessariamente un accumulo (con gli ingombri derivanti).

            In questo ambito visti i problemi di spazio che indichi mi viene in mente solamente Mitsubishi Ecodan inWall per l'installazione all'esterno (ad incasso) con ingombro limitato (per quanto possibile).
            Avresti sicuramente un investimento iniziale più elevato ma nel futuro potresti usarla anche per il riscaldamento.

    Lascia un commento

    Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato.

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

    La mia Casa Elettrica

    GRATIS
    VISUALIZZA