Dimensionamento Pompa di Calore Caldo Freddo

Scegliere una pompa di calore

Le prime cose da valutare per scegliere una pompa di calore, per il riscaldamento ed il condizionamento di un'abitazione, sono i carichi termici invernali ed estivi insieme alle caratteristiche di isolamento termico dell'edificio. In particolare, il funzionamento ed il rendimento di una pompa di calore, a differenza di una caldaia, sono strettamente correlati alle temperature esterne.

Nel caso di un impianto idronico che ha come generatore una pompa di calore ed utilizza come fluido termovettore l'acqua, le variabili fondamentali da considerare sono: la temperatura dell'aria esterna, la temperatura dell'acqua di mandata all'impianto e la capacità di modulazione del compressore, inverter, della pompa di calore.

La pompa di calore, che sfrutta l'energia elettrica, è considerata una macchina parzialmente ad energia rinnovabile grazie alla capacità di sottrarre energia termica all'aria, esterna all'edificio, per realizzare il suo ciclo di lavoro.

All'aumentare, quindi, delle temperature esterne aumentano: la potenza termica che la pompa di calore può fornire, l'efficienza della pompa di calore intesa come rapporto tra l'energia termica fornita e quella elettrica assorbita, sintetizzata sulla scheda tecnica attraverso i parametri SCOP ed SEER.

In tali valutazioni sono considerati tutti gli assorbimenti elettrici costituiti principalmente da: l'assorbimento elettrico del compressore, gli assorbimenti elettrici delle ventole (unità esterna) e l'assorrbimento elettrico della pompa che mette in circolazione l'acqua vincendo le perdite di carico della stessa pompa di calore.

Inoltre, sono considerati anche gli assorbimenti per far fronte ad eventuali funzioni particolai come ad esempio lo sbrinamento della batteria della pompa di calore, necessario in riscaldamento quando le temperature esterne sono particolarmente basse, prossime a 0°C.

Circa l'efficienza è bene osservare che essa è tanto più alta, nel funzionamento in riscaldamento, quanto più è bassa la temperatura dell'acqua prodotta dalla pompa di calore che, infatti, nasce come generatore termico per impianti che lavorano con temperature relativamente basse come gli impianti a superfici radianti ed a fancoil piuttosto che a radiatori.

Pompa di Calore ed Accumulo Acqua

Al variare della temperatura esterna agli edifici ne varia il fabbisogno di energia termica, di conseguenza deve variare la temperatura dell'acqua in mandata ai terminali degli impianti, sia per il riscaldamento che per il condizionamento e di ciò se ne occupa, generalmente, una centralina di regolazione climatica.

La sola presenza della centralina di regolazione climatica, tuttavia, non è sufficiente per evitare una continua variazione del regime di funzionamento della pompa di calore che ne può compromettere il rendimento e sul lungo periodo anche il funzionamento.

La soluzione progettuale che permette ad una pompa di calore di lavorare in un regime di funzionamento costante è costituita da un serbatoio di accumulo, opportunamente dimensionato, spesso identificato tecnicamente come accumulo inerziale.

Quest'ultimo altro non è che un serbatoio contenente due serpentine corrispondenti a due circuiti separati: quello sul quale lavora la pompa di calore, con un propoio circolatore ed in regime di funzionamento costante, e quello sul quale lavorano un altro circolatore e la centralina climatica, determinando la temperatura dell'acqua in mandata ai terminali dell'impianto.

Oltre alla funzione di volano termico, l'accumulo svolge anche la funzione di separatore idraulico introducendo due circuiti (primario e secondario) sui quali possono lavorare diverse pompe di circolazione offrendo più gradi di libertà dal punto di vista progettuale, rispetto alle soluzioni senza accumulo.

La presenza dell'accumulo diventa obbligatoria in tutti gli impianti con contenute quantità di acqua per evitare frequenti variazioni di temperatura della stessa acqua e conseguenti cambiamenti dei regimi di funzionamento della pompa di calore.

Infine, osserviamo che dalle schede tecniche più accurate delle pompe di calore, per impianti termici idronici, è possibile trovare indicazioni circa la quantità di acqua ottimale che deve essere disponibile nell'accumulo, per ogni kW di potenza frigorifera. Tale quantità di acqua è in funzione della differenza di temperatura dell'acqua, tra mandata e ritorno, del circuito primario che comprende l'evaporatore della pompa di calore.