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:
Daikin HPSU Compact Panasonic Aquarea
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 picco | Periodo con maggior consumo di ACS |
| Consumo di ACS di picco | Volume di ACS consumata nel picco |
| Tempo preriscaldamento | Tempo per riscaldare l’acqua fredda fino al set-point di T accumulo ACS |
| T acqua fredda | Si può assumere 10÷12°C al Nord, 12÷15°C al Centro e 15÷18°C al Sud |
| T ACS | Si può considerare 40°C |
| T accumulo ACS | Dipende 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 calore | 4 kW | 8 kW | 16 kW |
|---|---|---|---|---|
| 300 litri | Quantità acqua calda senza reintegri (prelievo 12 litri/min) | 184 litri | 153 litri | |
| Tempo reintegro 140 litri (un bagno) | 90 min | 45 min | ||
| Tempo reintegro 90 litri (una doccia) | 55 min | 30 min | ||
| 500 litri | Quantità acqua calda senza reintegri (prelievo 12 litri/min) | 364 litri | 318 litri | |
| Tempo reintegro 140 litri (un bagno) | 45 min | 25 min | ||
| Tempo reintegro 90 litri (una doccia) | 30 min | 17 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 1, T-ACS nom 2 e T-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 x – HP 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.
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 2024-04-23 at 22:20
Daikin Compact Hspu 11kw accumulo di 500 lt. L’accumulo Acs tende a perdere circa un grado ogni ora senza richiesta di acs. ti sembra un tempo corretto di mantenimento? Il dubbio mi sorge in quanto ho intrasentito un tecnico affermare che gli accumuli sono talmente isolati da mantenere la temperatura anche per 24 ore. Ti ringrazio e ti faccio i miei complimenti per il tuo utilissimo lavoro.
Ciao sto per installare una vasca idromassaggio a due posti, uno scalda acqua a pompa di calore sarebbe in grado di gestirla o é meglio rimanere sul gas? in caso affermativo che capacità di serbatoio suggerisci?grazie
Ciao Alessandro,
dipende dalla capacità della vasca ad idromassaggio. Certamente uno scaldabagno a pompa di calore è un’ottima soluzione per produrre acqua calda sanitaria.
Siccome non fa produzione istantanea devi però assicurarti che tra la sua capacità ed il setpoint di temperatura sia in grado di riempire completamente la vasca prima di dover reintegrare. Si può fare comunque.
Perdonami se chiedo in questo post peraltro eccellente come sempre, ma non ho trovato nulla con il tasto cerca, posto quindi la mia domanda per la tua esperienza nel campo.
Vorrei abbinare alla mia caldaia a condensazione uno scaldabagno o serbatoio di accumulo a pompa di calore per la sola produzione di ACS sfruttando l’eccendenza del mio impianto fotovoltaico da 4.5 kw indirizzando tale eccedenza con un sistema di “Parzializzatore di potenza residenziale” del tipo 4-Noks alla pompa di calore.
Ovviamente tale eccedenza potrebbe essere sufficiente (sicuramente lo è) come non potrebbe esserlo e vorrei abbinare la stessa alla mia caldaia a condensazione hai qualche idea progettuale da proporre poi al mio installatore?
Insomma vorrei cercare di costruire un sistema simil ibrido fai da te, secondo te potrebbe essere una idea valida?
Mi fermo un attimo aspettando una tua risposta per poi magari integrare con qualche altra domanda.
Ciao Sabato
Ciao buongiorno , ho letto l’articolo ed è molto interessante !! volevo chiederti due cose:
1- quando scrivi “Ricordo anche che normalmente in una pompa di calore la produzione ACS ha la priorità rispetto al riscaldamento” cosa intendi ? cioè io sapevo proprio il contrario e cioè che la pompa di calore nasce e predilige sopratutto il riscaldamento e poi l’acs .
2- volendo installare riscaldamento radiante a pavimento , posso alimentarlo tramite pompa di calore ? L’ACS pensavo di farla produrre principalmente dal solare termico a circolazione forzata con accumulo combinato e in minima parte dalla pompa di calore . Ovviamente la componente elettrica deriverà da un impianto fotovoltaico a isola .
ultima cosa volevo chiedere se conviene installare la pompa di calore in profondità, magari vicino ad un pozzo per avere anche un leggero effetto geotermico ?
Grazie mille
Ciao Luca,
rispondo per punti:
1) se l’accumulo termico scende sotto il set-point impostato viene interrotto immediatamente il riscaldamento per ripristinare la situazione, è un banale tema di comfort
2) sì certo che puoi; personalmente sconsiglio di investire nel solare termico ma piuttosto in fotovoltaico che risulta più efficiente e flessibile nella possibilità di autonconsumare (ed eventualmente accumulare)
Non ho capito l’ultima domanda.
Una pompa di calore aria/acqua (o aria/aria) preleva il calore dall’aria circostante.
Una pompa di calore geotermica preleva invece il calore dal terreno.
Sono due soluzioni totalmente diverse, con investimenti infinitamente diversi.
Grazie per i consigli , per il punto 3 diciamo che ho fatto un po’ di confusione tra pompe di calore aria/acqua e terra/acqua che sfruttano la geotermia del suolo . Dici di investire principalmente sul fv e meno sul solare termico , ma per il riscaldamento cosa consiglieresti in alternativa ? Mi ero orientato sulla pompa di calore rispetto ad una caldaia ,perché pensando ad un surplus energetico che andrebbe inutilizzato , pensavo di sfruttarlo con la pompa di calore abbinata al riscaldamento radiante . Grazie mille
Ciao Luca,
la pompa di calore è ampiamente vincente sulla caldaia (a meno che tu non abbia vecchi termosifoni in ghisa).
Col pavimento non c’è dubbio alcuno poiché lavora a bassa temperatura, lo scenario di funzionamento ottimale per la pompa di calore.
Ciao! Nell’ottica di ottimizzare i consumi di energia ci hanno proposto di sostituire il normale boiler per l’acqua calda sanitaria con una pompa di calore, da installare in bagno (togliamo la vasca che in ogni caso va sostituita e c’è lo spazio). Il tecnico della caldaia che viene ogni anno però ci ha allertato sul possibile “raffreddamento dell’aria del bagno” dovuto all’azione della pompa di calore. Questo raffreddamento è così “grave” ? Noi siamo in 3 con docce sempre la sera separate uno dall’altro da 3 ore circa. Grazie!
Ciao Ana Maria,
non mi preoccuperei eccessivamente (assumendo che il bagno sia riscaldato). Ci sono comunque modelli che prevedono un tubo di collegamento con l’esterno per lo scambio d’aria.
Buongiorno,
avrei intenzione di acquistare uno scaldacqua in pompa di calore con abbinato un pannello solare termico da 190lt. Siamo in 3 in caso e attualmente usiamo uno scaldabagno elettrico tradizionale da 80 lt. Sarebbe conveniente? Grazie in anticipo per la risposta.
Ciao Pier Paolo,
è una ottima soluzione (anche se suggerirei l’abbinamento col fotovoltaico).
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
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.
Ciao Viola , nel tuo caso servirebbe un accumulo da 500 litri….
Però dipende dalla tua potenza di pompa di calore perché ci vuole una certa potenza per riscaldare 7n accumulo da 500 litri….
Potresti mettere un scaldabagno a pompa di calore come integrazione ( spazio permettendo) da 300 litri….
grazie, molto utile
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 ?
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.
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).
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.