Produzione acqua calda sanitaria pompa di calore Rotex HPSU Compact

Produzione acqua calda sanitaria pompa di calore Rotex HPSU Compact

Come funziona la produzione acqua calda sanitaria pompa di calore utilizzando come esempio la Rotex HPSU Compact. La mia esperienza pratica su dimensionamento corretto e programmazione produzione acqua calda sanitaria.

Produzione acqua calda sanitaria pompa di calore

Una pompa di calore, a differenza di una più tradizionale caldaia a metano, non e’ in grado di effettuare la produzione acqua calda sanitaria in modo diretto ed istantaneo. Ovviamente c’e’ una soluzione.

Questo limite e’ determinato principalmente dalla potenza termica necessaria per la produzione acqua calda sanitaria istantanea. Vediamo concretamente la potenza termica istantanea necessaria per fare 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 in modo brusco ed immediato durante la produzione acqua calda sanitaria.

Produzione acqua calda sanitaria pompa di calore ed accumulo termico

L’accumulatore o accumulo termico 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 cosi’ perfettamente igienica. Nella foto del serbatoio di accumulo della mia pompa di calore Rotex HPSU Compact e’ ben visibile la doppia serpentina di scambio:

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 produzione acqua calda sanitaria con pompa di calore 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

I principali modelli di pompa di calore con produzione acqua calda sanitaria ed 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 della pompa di calore determinano di fatto il comfort raggiungibile nella produzione acqua calda sanitaria.

Ovviamente la temperatura effettiva nella produzione acqua calda sanitaria 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 Rotex 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 eventuali sbrinamenti: nel caso della pompa di calore Rotex 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 ?.

Limiti produzione acqua calda sanitaria pompa di calore

Se la programmazione della produzione acqua calda sanitaria non e’ accorta rischiamo di rimanere addirittura al freddo: il manuale della pompa di calore Rotex HPSU Compact ad esempio 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 normalmente in una pompa di calore la produzione 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 funzionalità tipo Smart Grid (che non fa altro che aumentare i set-point di programmazione). A tal proposito potreste leggere Autoconsumo fotovoltaico + monitoraggio fotovoltaico = Elios4you.

Configurazione pompa calore Rotex HPSU Compact

Veniamo ora a descrivere i (pochi) parametri di programmazione della produzione acqua calda sanitaria pompa di calore Rotex HPSU Compact: la logica e’ comunque simile per qualsiasi altro modello

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

La pompa di calore Rotex 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):

  • fino a quando l’accumulo termico si trova ad una temperatura superiore a T-ACS nom x – HP Isteresi TDHW non viene fatta nessuna azione
  • quando la temperatura dell’accumulo termico scende sotto il set-point corrente – meno l’isteresi l’unita’ esterna si accende (oppure interrompe riscaldamento avviando la produzione acqua calda sanitaria)
  • quando la temperature dell’accumulo termico raggiunge il set-point corrente l’unita’ esterna ritorna nello stato precedente (si spegne oppure ritorna ad alimentare il circuito di riscaldamento)

Esistono anche due 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 autoconsumo 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.

Potrebbe interessarti anche:

13 pensieri su “Produzione acqua calda sanitaria pompa di calore Rotex HPSU Compact

  1. blankMatteo

    Ciao, una domandina sfiziosa:
    premetto, forse sto dicendo sciocchezze (in tal caso me ne scuso), ma ho osservato un fenomeno inaspettato in questi giorni in cui sto sperimentando un guasto ala produzione di ACS (per fortuna il clima funziona!!!).
    E allora mi immagino e condivido con voi un “worst case”, perché a me piace pensare a scenari catastrofici per essere preparato.
    Orbene, poniamo che HPSU Compact abbia un problema nella produzione di ACS, magari sotto Natale. Siccome siamo stati previdenti, ricorriamo all’utilizzo della resistenza di backup e ci accorgiamo che effettivamente funziona e produce tutta l’ACS di cui abbiamo bisogno. Ma…
    …nonostante la produzione di ACS continui senza sosta, andiamo a leggere i parametri della nostra macchina e ci accorgiamo che TDHW1 scende inesorabilmente: 40, 39,38… con il passare dei giorni (e l’assenza di un intervento tempestivo, dato che siamo a Natale) la sonda del nostro bollitore scende sotto la soglia del non ritorno per la produzione di ACS, costringendoci, di fatto, ad utilizzare il BU-Heater.
    Non è un incubo, è un’ipotesi che ho fatto osservando la mia macchina che, in questi giorni, non ne vuole sapere di produrre ACS.
    Una volta impostato a 20 min l”attesa BOH”, effettivamente in breve tempo si innesca la resistenza di backup ed arriva acqua calda in casa. Ma TDHW1 continua a scendere: dopo due gg di guasto sono arrivato a 32° nonostante in casa abbia acqua che scotta.
    Incuriosito da questo fenomeno sono arrivato alla conclusione che il calore fornito dalla resistenza di backup interessa solo la parte alta del bollitore (la lunghezza lorda della resistenza è meno di un metro), creando il fenomeno dell’inversione termica (quello che succede in inverno in pianura: strati d’aria calda in quota intrappolano l’aria fredda presente in prossimità del suolo).
    In altre parole: più si cerca di produrre ACS con la resistenza, più inversione termica si genera e, se ci trovassimo d’inverno in questa spiacevole situazione, non ci sarebbe alcun modo di ripristinare la modalità normale, anche dopo la risoluzione del guasto.
    A meno che non si provveda ad estrarre parzialmente la sonda ad immersione: ci accorgeremmo infatti che la temperatura dell’ACS riportata a display aumenterà velocemente, fino a riportarsi ai normali livelli di esercizio.
    Ho verificato infatti che la temperatura dell’ACS prodotta con il BUH corrisponde grossomodo alla temperatura del bollitore rilevata quasi sulla sommità della custodia della sonda stessa.
    E tra la base del bollitore e la sua sommità vi è un delta t° che può arrivare a 20°. Questa differenza così marcata non si registra durante la produzione di ACS con la PDC, e, per rendersene conto empiricamente, basta appoggiare una mano sul rubinetto per lo scarico, che sta alla base.
    In definitiva, per far ripartire la produzione di ACS, bisognerà “ingannare la sonda”, immergendola in una sezione ad acqua più calda.
    Ora, dovrò convivere con questa situazione anomala fino a mercoledì prossimo, data fissata per l’intervento tecnico, e dovrò alternare, manualmente, la produzione di ACS (che non si fermerà mai, a meno di non sollevare la sonda ad immersione) e la climatizzazione.
    A meno che non mi stia sfuggendo qualcosa (o che la mia macchina abbia seri problemi), questa situazione denoterebbe un vizio di progetto: la resistenza dovrebbe essere collocata alla base della macchina e non alla sua sommità.
    Per completezza aggiungo che non c’è alcun segnale di errore da HPSU Compact e che la temperatura esterna non ha superato i 35° (quindi potrei disporre di ACS fino a 45°). Una cosa in particolare non mi so spiegare: nella vista generale il display mostra una TDHW1=32°C, mentre TDHW2 (le due sonde sono alla stessa quota) riporta un valore che oscilla fra 50 e 60 gradi.
    A che cosa serve la sonda DHW2 e perché segna quel valore?
    Scusatemi se mi sono dilungato e vi ringrazio per le eventuali risposte.
    Un saluto

  2. blankMatteo

    Ciao e complimenti!
    MI presento, sono Matteo, scrivo da Venezia e, grazie a questo splendido sito, ho capito un po’ di cose che altrimenti sarebbero rimaste a me ignote.
    Vengo alla domanda. Posseggo da circa 3 anni una HPSU Compact 500 e mi ritengo molto soddisfatto per il confort che riesce a dare in qualunque condizione climatica. Purtroppo ho scoperto un danno, spero non grave alla PDC, relativamente alla produzione di ACS: da qualche giorno mi sono accorto di un incremento nei consumi elettrici, pur senza modifica alcuna nello stile di vita, e, contestualmente, una percezione di ACS più fredda e/o più lenta a raggiungere la temperatura target. Approfondendo, mi sono accorto che esce in continuazione acqua calda dalla valvola del troppopieno. in buona sostanza il bollitore, per ragioni che il mio idraulico dovrà scoprire :-), si riempie continuamente, attingendo ovviamente da qualche perdita.

    Per completezza vi dico che, togliendo il coperchio alla HPSU compact, ho notato sulla base della macchina il deposito di qualche mm di acqua abbastanza uniformemente su buona parte del metro quadro di superficie, il che mi farebbe propendere per un qualche allentamento in prossimità delle giunzioni alla rete idrica. Ma il mio dubbio è che se ci fosse una perdita esterna, questa non dovrebbe riversarsi (dall’esterno) nel bollitore fino a fargli superare la quota del troppo pieno. E’ altresì vero che, se la perdita fosse interna, l’acqua non dovrebbe traboccare sulla superficie della macchina ma limitarsi al livello del troppo pieno, sopra il quale c’è una cubatura di un’altra cinquantina di litri, credo.

    Ora, secondo voi, c’è il rischio che per qualche motivo a me ignoto, questa perdita riguardi la serpentina di ACS immersa nel bollitore, oppure è banalmente qualche dado da stringere esternamente alla macchina?

    Chiedo inoltre se a qualcun altro è capitata quest’antipatica esperienza.
    Perdonate se non sono stato chiaro.
    Ciao e grazie

  3. blanktina

    l’acqua calda sanitaria è obbligatoria in casa? si può stare solo con acqua fredda contando sui riscaldatori tipo lavastoviglie lavatrice e acqua calda da fornelli o macchine caffè? se non per altro, con la doccia portatile basta riempire una tanica di acqua calda scaldata a fornello o con teiera elettrica o macchina da caffè. oppure scaldare un pentolone di acqua calda per farsi il bagno in vasca. qualche autorità può impormi impianto per acqua calda?

  4. blankMirko

    Buongiorno, la ringrazio delle informazioni che ci da, volevo chiederle mettendo 42 la temperatura del bollitore, a quanto l’isteresi?
    Di fabbrica mettono 48 di temperatura e isteresi 7 ma mi sembra un delta molto elevato specialmente d’inverno.
    Grazie delle informazioni.

      1. blankMaurizio

        Buongiorno, ti disturbo perché non ho risposte a un problema che ho con la mia pdc altherma 3 508.
        Praticamente la pompa di ricircolo funziona sempre anche se i termostati non chiedono calore(sono su off) la pressione aumenta paurosamente e anche la temperatura del riscaldamento salvo crollare non appena si apre un circuito. Ho fatto la prova di lasciare aperto un termoarredo, non avendo richieste dai termostati la pdc non dovrebbe fare circolare acqua, invece passa acqua nel circuito e non ho avuto picchi di pressione e temperatura. Potrebbe esserci un errore nel set della pdc? Soche sono OT ma in giro penso tusia l unico esperto reale sul prodotto. Ti ringrazio

  5. blankAndrea

    Grazie per le spiegazioni e soprattutto per i dettagli sui parametri Max DHW loading time e DHW Off Time. Nel mio caso ho una HPSU Compact da 500L e il kit solare termico addizionale. Nei mesi di Dicembre e Gennaio effettivamente abbiamo conflitti tra il ripristino dell’accumulo e l’interruzione del riscaldamento. Il problema è dovuto alla scelta del costruttore di abbinare dei fancoil Innova alla Rotex, invece del riscaldamento a pavimento. Questo implica che il mio impianto non ha alcuna inerzia. Nel momento in cui la Rotex inizia a ripristinare l’accumulo della ACS istantaneamente i fan coil si bloccano e smettono di riscaldare. Con un sistema a pavimento invece i tubi continuerebbero naturalmente a irradiare per inerzia.

    Finora avevo risolto usando il programma ACS1 e impedendo il ripristino dell’accumulo nelle fasce più fredde della giornata, in particolare tra le 16 e le 22.30. Ho anche bloccato il ripristino tra le 9 e le 13 in modo da dare la possibililtà al solare termico di fare il suo lavoro piano piano.

    Resta il problema che nei mesi di Dicembre e Gennaio la sera non si riesce a fare più di due docce calde (con le figlie che lavano i capelli lunghi….) perché l’accumulo non è mai sufficiente per una terza.

    Provvederò a provare subito con i parametri che mi hai spiegato.

    Con l’occasione, segnalo che ho provato ad attivare il backup heater in modalità “rod 1” e col parametro di Attesa BOH a 70min ma nel mo caso il backup heater si attiva IMMEDIATAMENTE appena parte il ripristino. Penso che sia dovuto al fatto che il tempo di attesa BOH è calcolato da quando la temperatura dell’accumulo è scesa sotto l’isteresi e non da quando è partito il ripristino. Nei casi normali non fa alcuna differenza invece nel mio caso con un uso smodato del programma ACS e con il ripristino bloccato per diverse ore noto questo comportamento inaspettato. In sostanza spreco più corrente del previsto perché parte sempre il backup heater. Per questo proverò con i parametri DHW in modo da alternare riscaldamento e ripristino durante il pomeriggio sempre per 30min in modo da non far partire (quasi) mai il backup heater.

    Grazie ancora per il forum, davvero eccezionale!!!!

  6. blankvincenzo

    una domanda sciocca. cosa succede se ci sono tre persone, che devono fare una doccia, e devono farla consecutivamente? il secondo aspetta, quanto tempo, e il terzo?

    1. blankLa mia Casa Elettrica Autore articolo

      Ciao Vincenzo, dipende da dimensione e temperatura accumulo e soprattutto dall’acqua calda consumata da ciascuno. Guarda i grafici in tempo reale di casa mia per farti un’idea (siamo in quattro e spesso la sera i miei due figli fanno la doccia in successione).

      1. blankvincenzo

        perdonami, visto le domande da “ignoranza” che ho fatto, riesco a capire poco e niente, colpa mia , del grafico. io due figli, e moglie in successione, con una durata complessiva, di circa 25 minuti, sono “sporchi”… e devono “sprecare”

        1. blankLa mia Casa Elettrica Autore articolo

          Ciao Vincenzo, per farla breve nel mio caso dopo due docce figli (quindi molto lunghe esageratamente lunghe) con accumulo con isteresi (differenza tra temperatura di carico e reintegro) e 500 litri parte il reintegro che dura da circa mezz’ora (estate) a 50 minuti circa (inverno pieno).
          Occhio sempre agli sbrinamenti invernali che affliggono la Rotex HPSU Compact e che potrebbero peggiorare la situazione.

Lascia un commento

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

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