Sistema ibrido: pompa di calore e caldaia. Cos’è e come funziona.
Nel sistema ibrido factory made caldaia a condensazione e pompa di calore sono collegati per lavorare bene insieme.
In fase di acquisto orientarsi sulle pompe di calore può essere complicato: sono una tecnologia relativamente nuova e molto variegata. Per scegliere la pompa di calore per la propria abitazione è bene valutare le caratteristiche della macchina insieme a una serie di fattori di contesto. Vediamoli insieme.
In questo articolo parleremo delle pompe di calore inverter aria-acqua, monoblocco o split che forniscono riscaldamento, raffrescamento e acqua calda sanitaria.
Se hai bisogno di sapere cos'è una pompa di calore e cosa vogliono dire queste due tipologie, leggi prima questo articolo.
Il C.O.P. è il dato tecnico sintetico che più di tutti esprime la qualità di una pompa di calore. È il parametro che ne indica l’efficienza ed esprime il rapporto tra energia fornita (calore ceduto al mezzo da riscaldare) ed energia elettrica consumata. Il C.O.P. varia in funzione del tipo di apparecchio e delle condizioni di utilizzo. In genere, il C.O.P. ha valori intorno al 3: per 1 kWh di energia elettrica consumata, la pompa di calore fornirà 3 kWh di calore al mezzo da riscaldare.
Un altro valore fondamentale per valutare consumi e rese è il rendimento stagionale (SPF O SCOP), che tiene conto delle effettive condizioni di lavoro dell'unità nell'impianto termico. Siccome il rendimento stagionale dipende da tanti elementi esterni alla pompa di calore, come la zona climatica e le condizioni complessive dell'impianto, il rendimento stagionale è un dato da stimare in fase progettuale. Non è un dato fornito dal Produttore, ma da un esperto che studia il contesto puntuale in cui la pompa di calore andrà installata.
Qualsiasi pompa di calore, per funzionare, ha bisogno di utilizzare un refrigerante, che è il fluido necessario allo scambio termico. Il gas refrigerante R32, che noi impieghiamo in tutte le pompe di calore Shimanto, è virtualmente privo di sostanze tossiche. Questo significa che non danneggia lo strato di ozono presente nella stratosfera ed è quindi rispettoso verso l'ambiente. L’R32 è anche un gas a bassa infiammabilità: un altro vantaggio, perché rende la pompa di calore stessa una macchina più sicura. Quando la pompa di calore è splittata e quindi composta da una unità interna dove alloggia il circuito refrigerante, la bassa infiammabilità è una caratteristica importante per la nostra sicurezza.
Come facile intuire, la misura della pompa di calore per un'abitazione dipende da:
Queste sono tutte le informazioni di cui deve disporre il termotecnico perché incidono proporzionalmente sulla misura della pompa di calore, espressa in kW.
Approssimativamente, per definire qual è il fabbisogno energetico di un edificio e dunque quanto calore serve per riscaldarlo si usano delle formule che, tuttavia, non possono che rappresentare un parametro variabile.
Se pensiamo all'abitazione come ad un appartamento di 100 mq con soffitti standard di altezza 2,70 m, la superficie da riscaldare sarà facile da calcolare in m³ in: 100 m² x 2,70 m = 273 m³
Ma, anche moltiplicando la superficie per 0,05 kW/m², che è il valore approssimativo fissato per il fabbisogno di calore specifico, e dedurre di conseguenza la pompa di calore adatta alla propria abitazione, la variazione data dalle caratteristiche termiche dell'edificio sarà significativa.
Questo cosa vuol dire?
Ci troviamo per esempio in un edificio nuovo e perfettamente isolato?
Siamo in un appartamento di un palazzo d'epoca, privo di coibentazione? Abbiamo infissi nuovi o vecchi?
Qual è l'esposizione solare della mia abitazione? In che zona climatica siamo?
L'insieme di questi fattori incide significativamente sul rendimento della pompa di calore. Di conseguenza, il coefficiente varierà in funzione delle caratteristiche termiche dell’edificio: maggiore è il grado di isolamento termico dell’edificio, minore sarà la potenza della pompa di calore, minori saranno i consumi.
Scegliere la dimensione giusta della pompa di calore in funzione dell’impianto è fondamentale per il buon funzionamento del sistema e della macchina stessa. Una pompa di calore sovradimensionata, infatti, può essere sottoposta a continui cicli di accensione e spegnimento “on/off” che possono causare:
Come abbiamo appena visto, le caratteristiche termiche dell’edificio incidono sul suo fabbisogno di calore e dunque sulla dimensione della pompa di calore. Di conseguenza, possiamo dire che migliore è la coibentazione di pareti e infissi (si pensi al cappotto termico, la cui presenza sposta il grado di isolamento), minore sarà la quantità di calore necessaria per il riscaldamento e dunque più piccola sarà la pompa di calore da prevedere.
Si dovrà anche valutare lo spazio a disposizione per alloggiare la pompa di calore che, solitamente, è più grande di una normale caldaia e può essere composta da due unità. Se siamo in un appartamento si potrebbe valutare l’installazione a tetto e un adeguato impianto, eventualmente collegato ad un sistema solare che massimizza l’apporto rinnovabile.
Quindi possiamo considerare il tipo di impianto: ci troviamo in presenza di un nuovo edificio o di uno in fase di ristrutturazione? Ci sono i termosifoni o c’è un riscaldamento a pavimento? La pompa di calore ha dei limiti di funzionamento nei sistemi ad alta temperatura e, di conseguenza è opportuno valutare, insieme al tecnico di fiducia, quale sia la pompa di calore compatibile.
Per scegliere la pompa di calore per il nostro impianto dobbiamo tenere in considerazione la zona climatica e la temperatura di progetto in cui ci si trova (o dove sarà da mettere la pompa di calore).
Nelle zone in cui gli inverni sono rigidi e la colonnina di mercurio nelle stagioni più fredde scende anche significativamente al di sotto dello zero, la pompa di calore da sola può non bastare. La pompa di calore, infatti, “soffre il freddo” e può non riuscire a gestire le basse temperature, diventando antieconomica.
In questi casi si può valutare di affiancarle una caldaia a condensazione.
Unendo pompa di calore e caldaia si costruisce un sistema ibrido in cui la caldaia supporta la pompa di calore nei momenti di picco. Il sistema ibrido, progettato di fabbrica per far lavorare le singole unità come se fossero i componenti di un'unica macchina deciderà, volta per volta, in modo autonomo e smart, quale tecnologia attivare. Sarà sempre lui a monitorare monitorerà vari parametri, dal costo dell’energia alla temperatura esterna per far funzionare le macchine in base a risparmio e comfort, senza che l’utente debba preoccuparsene.
Il nostro consiglio è quello di rivolgersi a un termotecnico specializzato che possa fare il dimensionamento della pompa di calore conforme alle reali necessità dell'impianto.
L'ufficio prevendita Rinnai offre pieno supporto al professionista, per progettazione e specifiche tecniche.
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