Domande frequenti - Pompe di calore - Templari

Domande frequenti – Pompe di calore

Come funzionano le pompe di calore?
La pompa di calore è una macchina in grado di trasferire calore da un corpo a temperatura più bassa ad un corpo a temperatura più alta, utilizzando energia in forma elettrica. La pompa di calore aria/acqua non fa altro che estrarre l’energia gratuita presente nell’aria e trasferirla nell’acqua sotto forma di calore. L’unica energia che il sistema richiede è quella assorbita dal compressore e dai ventilatori, anche se è da tenere presente che, l’energia elettrica assorbita dal compressore va a sommarsi all’energia prelevata dall’aria, fornendo assieme il calore per il riscaldamento (25% circa). Il condensatore e l’evaporatore sono costituiti da scambiatori di calore, cioè tubi posti a contatto con un fluido di servizio (che può essere acqua o aria) nei quali scorre il fluido frigorigeno. Questo cede calore al condensatore e lo sottrae all’evaporatore. I componenti del circuito possono essere sia raggruppati in un unico blocco, sia divisi in due parti (sistemi “SPLIT”) raccordate dai tubi nei quali circola il fluido frigorigeno. Nel funzionamento il fluido frigorigeno, all’interno del circuito, subisce le seguenti trasformazioni: Compressione: il fluido frigorigeno allo stato gassoso e a bassa pressione, proveniente dall’evaporatore, viene portato ad alta pressione; nella compressione si riscalda assorbendo anche una certa quantità di calore dal compressore di tipo meccanico/termico. Condensazione: il fluido frigorigeno, proveniente dal compressore, passa dallo stato gassoso a quello liquido cedendo calore all’acqua dell’impianto di riscaldamento/sanitario. Espansione: passando attraverso la valvola di espansione il fluido frigorigeno liquido riduce la propria pressione e temperatura (stato liquido). Evaporazione: il fluido frigorigeno assorbe calore dall’aria esterna (più calda del liquido refrigerante, spinta attraverso l’evaporatore dai ventilatori) ed evapora completamente. L’insieme di queste trasformazioni costituisce il ciclo termodinamico della pompa di calore, detto ciclo di Carnot.
Come scegliere una pompa di calore?
La scelta e l’installazione di una pompa di calore è frutto di un opportuno studio realizzato da un termotecnico. Ci sono varie tipologie di pompe di calore e numerosi costruttori. Kita è di tipo aria-acqua, ovvero preleva l’energia dall’aria e la trasmette all’acqua. Questa tecnologia è estremamente performante con un ottimo rapporto costi/benefici: infatti, confrontandola con un sistema geotermico, l’installazione e la preparazione dell’impianto di una pompa di calore aria-acqua sono meno costose di quelle previste per la realizzazione di un sistema geotermico. Inoltre le rese dei due impianti sono praticamente equiparabili, se non quando la temperatura esterna è estremamente bassa. Durante la maggior parte della stagione invernale però le temperature raggiungono sporadicamente la minima stagionale, e per poche ore al giorno: in corrispondenza di queste temperature Kita presenta prestazioni anche migliori delle pompe di calore geotermiche, e un’installazione più agevole e meno invasiva.
Quando conviene installare una pompa di calore?
La pompa di calore è una tecnologia estremamente innovativa che rappresenta il futuro del condizionamento domestico. La sua installazione è una scelta ecologica e dagli indiscussi vantaggi economici e conviene quando si hanno discreti consumi di combustibile fossile, difficoltà di approvvigionamento e stoccaggio dello stesso, eventuale integrazione con sistema fotovoltaico. L’elevata efficienza di Kita permette consistenti risparmi annui se confrontata con ogni tipo di combustibile: ciò permette di accorciare sensibilmente i tempi di ritorno dell’investimento. Inoltre l’installazione di una pompa di calore oggi può beneficiare di una consistente agevolazione fiscale, che va dal 50% al 65%, e che rende l’installazione meno onerosa per il cliente.
E’ meglio una pompa di calore monoblocco o una macchina split?
La differenza sostanziale tra una macchina monoblocco e una splittata si trova nel fluido che scorre all’interno delle tubazioni soggette al clima esterno: in altre parole, una monoblocco è collegata all’impianto tramite i tubi dell’acqua che dalla macchina giungono all’edificio, compiendo un tratto del percorso in aria esterna o interrati. In una macchina split invece l’unità idronica è completamente interna all’edificio, e il collegamento termico tra unità esterna e interna avviene tramite i tubi del refrigerante. Si capisce quindi come una macchina split sia particolarmente adatta in zone climatiche molto fredde e soggette a glaciazione, poiché si evita così che i tubi dell’acqua, che si trovano all’interno dell’edificio, possano ghiacciarsi e rompersi.
Dove viene installata la pompa di calore?
La pompa di calore opera attraverso lo scambio termico con l’aria esterna. Deve quindi essere installata all’esterno dell’abitazione, rispettando gli spazi minimi di ingombro indicati nel manuale di installazione. La pompa di calore perde di efficienza qualora installata in ambienti che non favoriscono un ricambio dell’aria utilizzata dalla pompa stessa. La pompa di calore, nella maggior parte dei casi progettuali, necessita di un serbatoio di accumulo inerziale per garantire un funzionamento stabile e costante e quindi una maggiore efficienza un minor stress dei componenti. Di conseguenza è necessario un opportuno vano tecnico dove installare il serbatoio ed i relativi componenti di servizio.
Quali sono i requisiti per installare una pompa di calore?
Le prestazioni di una pompa di calore sono particolarmente influenzate dalle temperature delle sorgenti termiche con cui si trova a lavorare: le prestazioni migliorano tanto più vicine sono queste temperature, ossia tanto più mite è l’aria esterna e tanto più bassa è la temperatura a cui viene richiesta l’acqua calda. La pompa di calore quindi è una tecnologia particolarmente indicata per gli edifici con riscaldamento a pavimento, fan coils e radiatori di nuova concezione (radiatori in alluminio), dove la temperatura dell’acqua è richiesta tra i 35°C e i 50°C. Una pompa di calore, quando lavora con questa tipologia di impianti, è più efficiente e più durevole. L’installazione di una pompa di calore deve essere quindi considerata nell’ottica di una riqualificazione energetica dell’edificio. E’ incoerente installare una pompa di calore, tecnologicamente avanzata, a servizio di impianti di vecchia concezione perchè ne verrebbe vanificato lo scopo.
Perchè una pompa di calore inverter?
L’inverter è un dispositivo elettronico che permette di variare la frequenza di alimentazione del compressore rispetto alla frequenza della rete elettrica nazionale. Al variare della frequenza di alimentazione il compressore varia il proprio numero di giri per rispondere a tutte le esigenze di regolazione e di sicurezza che un impianto richiede. Rispetto ad una macchina on-off, cioè priva di modulazione della frequenza, una macchina ad inverter è in grado, all’interno del proprio campo di regolazione, di adattarsi alla richiesta energetica dell’edificio. Questo permette, quando la richiesta non è massima, sia un risparmio economico dovuto alla minore energia elettrica spesa dalla macchina in parzializzazione, sia di ridurre i cicli di accensione e spegnimento della macchina, cosa che riduce gli stress subiti dal compressore, allungandone così la vita utile. Inoltre, quando la macchina lavora in parzializzazione, i suoi componenti (ad esempio la batteria di evaporazione e il condensatore) risultano sovradimensionati e quindi più efficienti. Inoltre, per ridurre il più possibile le accensioni e gli spegnimenti di una macchina on-off quando si riduce la richiesta dell’impianto, è necessario utilizzare serbatoi di accumulo di grandi dimensioni volumetriche: questo porta ad elevati costi di impianto e a dispersioni termiche assolute maggiori rispetto all’utilizzo di serbatoi più piccoli. Una macchina ad inverter invece, modulando la velocità del compressore e quindi la potenza resa, può essere accoppiata ad un serbatoio di dimensioni minori: la macchina segue il set di temperatura rallentando la velocità man mano che la temperatura effettiva si avvicina a quella impostata. Una macchina ad inverter presenta la maggiore efficienza quando la modulazione del compressore si attesta a circa il 50% della capacità. Poiché si rileva che il carico termico effettivo di un impianto di climatizzazione è, nel 90% del tempo, inferiore al 60% del carico nominale, si capisce come per la maggior parte del tempo la macchina sia chiamata a lavorare in parzializzazione: l’inverter risulta quindi di fondamentale importanza per raggiungere elevati livelli di efficienza.
Cos’è un sistema ibrido? Quali i vantaggi e gli svantaggi?
l’umidità è elevata. Questo perché quando la superficie della batteria evaporante nel funzionamento invernale, scende sotto 5°C, l’umidità presente nell’aria condensa sulle alette formando brina e ostacolando o addirittura ostruendo il passaggio dell’aria. In queste condizioni una pompa di calore consuma molto e rende poco. Inoltre, la maggior parte delle pompe di calore alle basse temperature esterne non riescono produrre acqua molto calda, come richiesto invece dall’utenza sanitaria. Da qui la necessità di fornire anche una caldaia che interviene in affiancamento o in sostituzione della pompa di calore al raggiungimento di una temperatura minima dell’aria esterna. Sebbene un sistema bivalente assicuri una maggiore affidabilità di esercizio e richieda un dimensionamento meno “delicato” dell’impianto, esso presenta invece diversi svantaggi, alcuni dei quali sono indicati di seguito:
  • E’ un sistema molto costoso in termini di investimento iniziale.
  • Comporta una dipendenza elevata dal combustibile fossile e quindi dalla variabilità dei suoi prezzi. Inoltre rende necessario il passaggio al contatore elettrico maggiorato per l’alimentazione della pompa di calore, con costi maggiori per l’utente.
  • Il combustibile fossile non gode di incentivi e quindi un sistema ibrido non può accedere alla sperimentazione tariffaria D1 molto conveniente per le pompe di calore, rendendo quindi la soluzione ibrida meno vantaggiosa.
  • Necessita di una doppia assistenza, sia alla caldaia sia alla pompa di calore.
La pompa di calore ad alta efficienza KITA invece presenta di serie due caratteristiche tecniche innovative ed efficienti che superano il problema della basse temperature: per prima cosa, monta una batteria evaporante progettata per lavorare bene alle basse temperature anche in presenza di umidità. Inoltre grazie all’innovativo sistema di defrosting, lo sbrinamento viene effettuato solo quando serve. Come secondo vantaggio, utilizza la tecnologia ad iniezione di vapore, che consente di produrre acqua calda anche a bassissime temperature dell’aria esterna.
Esiste una tariffa favorevole per le pompe di calore? Come si chiama?
Dal 1° luglio 2014 e fino al 31 dicembre 2015 è possibile richiedere di accedere alla sperimentazione tariffaria su scala nazionale, chiamata tariffa D1, indetta dall’Autorità per l’energia elettrica e finalizzata a rimuovere gli ostacoli all’efficienza energetica derivanti dall’esistente struttura progressiva dei costi di fornitura elettrica. In altre parole la tariffa D1 elimina la differenziazione del costo unitario del kWh basata sul volume dell’energia consumata e introduce un costo constante a prescindere dai consumi. Ciò è volto a promuovere l’utilizzo delle pompe di calore in sostituzione ai generatori di calore a combustibili fossili, come caldaie a metano o a gpl. I clienti possono accedere alla D1 soltanto se sono soddisfatti determinati requisiti: - Devono essere residenti nell’abitazione per cui viene richiesta la tariffa D1; - Utilizzano nella propria abitazione un sistema di riscaldamento unico a pompa di calore (o più d’una), che inoltre deve presentare i valori di prestazione minimi indicati nell’Allegato II del decreto 28 dicembre 2012.
  • Eventuali sistemi integrativi devono essere alimentati esclusivamente con fonti rinnovabili (es. caminetti, stufe a pellet).
  • Il cliente deve consentire il monitoraggio dei propri consumi orari da parte del distributore.
Per capire quanto è possibile risparmiare con una pompa di calore abbinata alla tariffa D1, si presenta di seguito un esempio: Consideriamo un utente tipico residente in zona climatica E (Lombardia), con un appartamento di circa 100 m2 ed un fabbisogno annuo di circa 120 kWh/m2 (classe D), dotato di caldaia a gas, che consuma circa 2000 m3 di gas all’anno, per una spesa di circa 1750 €. Se questo utente passasse alla pompa di calore KITA con tariffa D3 (circa 32 c€/kWh) avrebbe una spesa annua di circa 1590 €, risparmiando solo 110 € all’anno (appena il 10%). Con la tariffa D1 (0,22 c€/kWh circa) invece, la spesa scende a circa 1100 €, consentendo al beneficiario un risparmio annuo del 38%.
Posso lasciare la caldaia in affiancamento alla pompa di calore e richiedere comunque la tariffa D1?
L’applicazione della tariffa sperimentale D1 richiede che i beneficiari “utilizzino nella propria abitazione di residenza anagrafica un sistema di riscaldamento unico a pompa di calore” (dal testo della deliberazione 8 MAGGIO 2014- 205/2014/R/EEL). L’utilizzo di sistemi integrativi è ammesso solo se basati sull’utilizzo di fonti rinnovabili (es. caminetti o stufe a pellet,ecc.)
Come si può accedere alla tariffa D1? Viene assegnata in automatico?
Poiché i venditori e i distributori di energia elettrica non hanno modo di sapere se i loro clienti possiedono una pompa di calore, la tariffa D1 deve essere esplicitamente richiesta dall’utente tramite apposito modulo da richiedere direttamente al venditore di energia elettrica con cui è stato stipulato il contratto di acquisto. Il venditore, entro 10 giorni dalla ricezione della richiesta, si prende l’onere di verificare la presenza dei requisiti per l’attivazione della tariffa, e di comunicare l’esito al cliente entro 60 giorni.