Riscaldamento capannoni industriali con pompa di calore

Riscaldamento industriale con pompa di calore: come funziona, cosa costa, quante macchine servono

Per riscaldamento industriale si intende il riscaldamento di capannoni, magazzini, officine e laboratori: volumi grandi, soffitti da 6 a 12 metri, portoni che si aprono di continuo. Le soluzioni tradizionali sono gli aerotermi a gas, i generatori d’aria calda a gasolio, i tubi radianti e, per chi ha solo la corrente, le resistenze elettriche e gli infrarossi. Questa pagina spiega l’alternativa che Templari costruisce ad Abano Terme dal 2006: la pompa di calore aria-aria Kita Air, pensata per superfici da 300 a 30.000 m².

Come riscaldare un capannone industriale: la guida

Perché un capannone è difficile da riscaldare

Un capannone non è una casa grande: è un volume alto, con poche pareti rispetto ai metri cubi, portoni che si aprono e chiudono tutto il giorno e coperture che d’inverno disperdono molto. Tre cose lo rendono difficile:

• l’aria calda sale. Se la produci a terra e non la distribuisci, si ferma sotto la copertura, a 8 o 10 metri, dove non lavora nessuno. A terra resta freddo e la bolletta sale;
• si calcola sul volume, non sulla pianta. Mille metri quadri alti 6 metri sono 6.000 metri cubi; gli stessi mille metri quadri alti 10 metri sono 10.000. Il fabbisogno cambia di conseguenza;
• le dispersioni dipendono dall’anno. Un capannone degli anni Settanta con pannelli non coibentati e vetri singoli può chiedere il doppio di uno costruito dopo il 2010 con pannelli sandwich.

Che temperatura bisogna tenere in un capannone

La legge non fissa un minimo: il DPR 74/2013 mette per gli edifici industriali e artigianali un tetto di 18 °C, con 2 °C di tolleranza, e il D.Lgs. 81/2008 chiede una temperatura adeguata al lavoro che si fa. In pratica in capannone si lavora a 15-18 °C; dove si sta fermi, per esempio al banco di controllo o negli uffici ricavati dentro il capannone, servono circa 20 °C. L’INAIL tratta il freddo come fattore di stress termico: temperature troppo basse abbassano attenzione e produttività e aumentano gli infortuni. Conta anche che la temperatura sia uniforme a terra, senza zone fredde vicino ai portoni.

I sei fattori che decidono l’impianto

1. Superficie e altezza sotto trave. Sono i due numeri da cui parte ogni calcolo.
2. Anno di costruzione, copertura e pareti. Pannello sandwich, lamiera semplice, prefabbricato in cemento: cambiano le dispersioni del doppio.
3. Portoni e vetrate. Quanti sono, quanto restano aperti, se c’è un carico e scarico continuo.
4. Orari di lavoro. Un turno, due turni, il fine settimana fermo. Un impianto che riparte in fretta dopo il fermo pesa meno in bolletta di uno che deve restare acceso.
5. Macchinari che producono calore. Forni, presse, compressori: a volte coprono una parte del fabbisogno invernale, e d’estate lo peggiorano.
6. Zona climatica. La temperatura esterna di progetto cambia da Bari a Bolzano, e con lei la potenza che serve nel giorno peggiore.

Pompe di calore per capannoni industriali: quante ne servono

La regola pratica è una Kita Air ogni 400-500 metri quadri, con altezza normale e isolamento medio: da 150 a 500 m² di solito ne basta una, da 600 a 1.000 m² due.

• 400 mq: una macchina. È il caso dell’officina o del magazzino singolo: un’unità esterna, un’unità interna a parete che soffia aria calda, nessun lavoro idraulico;
• 1.000 mq: due macchine, messe in modo da coprire l’ambiente in modo uniforme e lontano dai portoni;
• 2.000 mq: quattro macchine. Da qui in su conviene ragionare per zone, perché non tutto il capannone lavora allo stesso modo;
• 5.000 mq: 10-12 macchine, con le unità interne distribuite lungo le campate.

Ogni macchina lavora da sola: se una è in manutenzione, le altre continuano, e non c’è un’unica centrale che, se si ferma, lascia al freddo tutto lo stabilimento. Le macchine si comandano da un solo pannello e si accendono solo nelle zone dove serve; per le superfici grandi si possono aggiungere in più fasi.

È un numero per capirsi, non un progetto. Lo stesso capannone da 2.000 mq del 1975, non coibentato, con quattro macchine resta più freddo: in quel caso il primo consiglio è intervenire sulla copertura, perché scaldare un edificio che disperde vuol dire pagare due volte, prima la macchina più grande e poi la bolletta.

Quanti kW servono per riscaldare un capannone

Il calore si calcola sul volume, vuoto per pieno: misure esterne per altezza. Per una prima stima si moltiplica il volume per i watt che ogni metro cubo perde nel giorno più freddo della zona: circa 10 W/m³ per un capannone recente e isolato, 25-40 per uno poco isolato con i portoni che perdono, 40-60 e oltre per un prefabbricato senza isolamento. Sono i numeri per tenere 20-22 °C. In capannone di solito si lavora a 15-18 °C, e la potenza che serve scende. Per la prima stima vale la regola a spanne: da 150 a 500 m² una Kita Air, da 600 a 1.000 m² due. Il calcolo passo per passo è nella pillola quanti kW servono per riscaldare un capannone; il calcolo vero, secondo la norma EN 12831, lo facciamo noi, gratis, sui dati del tuo capannone.

Attenzione a leggere bene le potenze delle macchine: quella che conta per dimensionare è la potenza resa nel giorno di progetto, cioè a -7 °C di aria esterna, non quella a +7 °C che si legge in grande sui cataloghi. Le due colonne servono a cose diverse. Più sotto c’è un esempio svolto.

Riscaldamento capannone con pompa di calore: come funziona

Una pompa di calore non produce calore bruciando qualcosa: lo preleva dall’aria esterna, anche sotto zero, e lo porta dentro il capannone con il circuito frigorifero. La Kita Air lo fa con scambio diretto, senza acqua: un’unità esterna con compressore e quadro elettrico, un’unità interna a parete o canalizzata, collegate dalle linee frigorifere. Niente caldaia, niente rete gas, niente centrale termica, niente canna fumaria: serve solo la linea elettrica, e d’estate la stessa macchina raffresca.

L’unità interna è l’aerotermo: soffia l’aria calda con un ventilatore a controllo elettronico, silenzioso e regolabile, orientato in modo da spingerla verso il basso, dove stanno le persone, invece di lasciarla sotto la copertura. L’installazione di una macchina si fa in un giorno, e la macchina si può spostare se si cambia capannone.

Per ogni kWh di corrente la Kita Air restituisce circa 4,45 kWh di calore con 7 °C esterni (COP 4,45 secondo EN 14511). Sull’intera stagione di riscaldamento lo SCOP dichiarato è 5,15 (EN 14825).

Funziona anche con il freddo?

Sì. Il punto debole storico di questi sistemi è il freddo umido: con l’aria esterna vicina allo zero la batteria esterna si copre di brina e va sbrinata. Sulla Kita Air il defrost è brevettato e sbrina solo quando serve; lo scambiatore grande e la ventola grande fanno pochi defrost, e il capannone non si raffredda. In Pianura Padana, dove le notti di gennaio stanno tra -5 e -10 °C, la macchina resta nella sua zona di lavoro normale: riscalda in ogni condizione meteo, in ogni luogo d’Italia.

Gas, elettrico o pompa di calore: qual è il più economico

Il confronto si fa sull’energia che serve per produrre lo stesso calore. Un aerotermo o una caldaia a gas restituiscono meno di 1 kWh di calore per ogni kWh di gas: una caldaia a condensazione con rendimento del 90 per cento ne restituisce 0,9. Un riscaldamento elettrico a resistenza ne restituisce 1 per ogni kWh di corrente. La Kita Air, con SCOP 5,15, ne restituisce 5,15. A parità di calore prodotto, il consumo di energia primaria si dimezza rispetto al gas.

Contro le resistenze il conto in euro è semplice. Con la corrente a 0,20 € al kWh, per produrre 1.000 kWh di calore:

• resistenze, infrarossi o aerotermi elettrici: 1.000 kWh di corrente, circa 200 €;
• Kita Air: circa 220 kWh di corrente, circa 45 €.

Gli infrarossi hanno un limite in più: scaldano le persone e le superfici che hanno davanti, non l’aria. Vanno bene per una postazione fissa, non per tenere in temperatura tutto il capannone.

Contro il gas il conto in euro dipende dal contratto elettrico e dal prezzo del metano, e lo facciamo insieme sui consumi reali del tuo capannone. Un impianto a gas vuol dire anche una rete gas, una centrale termica o un generatore con canna fumaria e il bruciatore da fare controllare. La pompa di calore toglie tutto questo: l’unico allacciamento è quello elettrico, che il capannone ha già. Chi sostituisce un vecchio generatore a gas o a gasolio può accedere al Conto Termico 3.0: lo spieghiamo più sotto.

C’è un secondo vantaggio che nei cataloghi non si vede. Nella pianura padana d’inverno, di giorno, ci sono regolarmente 7 °C: è lì che la pompa di calore lavora a COP 4,45, quello di targa, ed è lì che un impianto regolato bene concentra le ore di funzionamento. Se sul tetto c’è il fotovoltaico, sono anche le ore in cui produce: i pannelli coprono una parte del consumo invernale e quasi tutto il raffrescamento estivo.

I sistemi a confronto

I sistemi che si trovano sul mercato per riscaldare un capannone sono quattro. Nessuno è sbagliato in assoluto: ognuno ha un campo in cui funziona e uno in cui costa troppo.

Due note oneste. I generatori a gas costano poco da comprare e sono rapidi, ma su un capannone grande vanno moltiplicati e molti modelli bruciano nel flusso d’aria, con odore e aria secca. I radianti sono la scelta giusta dove non si può scaldare l’aria, per esempio in un capannone con portoni sempre aperti, ma non raffrescano e, se elettrici, costano molto da far girare. Il pavimento radiante è il più confortevole ma si fa solo in costruzione.

Se la caldaia c’è già

Non serve smontarla il primo giorno. Le Kita Air si installano accanto all’impianto esistente e ne prendono il posto: la caldaia può restare come riserva finché si vuole.

Il rumore

L’unità esterna produce 38 dB(A) a 5 metri di distanza, meno di un ufficio con le persone che parlano. L’unità interna a parete sta a 42 dB(A) a 3 metri: dentro un capannone in produzione non si sente.

Kita Air: la pompa di calore per capannoni da 300 a 30.000 mq

Kita Air è la pompa di calore aria-aria che Templari progetta e costruisce ad Abano Terme per capannoni, magazzini e officine. Potenza e COP sono i dati di targa secondo EN 14511, con aria interna a 20 °C; SCOP ed efficienza stagionale ηs sono secondo EN 14825, clima medio:

Tutti i modelli sono in classe A+++. La Kita Air riscalda in ogni condizione meteo e raffresca fino a 45 °C esterni. Pressione sonora dell’unità esterna 38 dB(A) a 5 metri. Refrigerante R32. Comando K-Touch anche da remoto. L’efficienza non la promettiamo, la leggi a display. I dati completi sono nella scheda Kita Air e nella pagina dei dati tecnici.

Cosa cambia rispetto a un impianto tradizionale, in pratica: nessuna rete gas e nessun impianto idraulico da fare o da mantenere; nessun rischio di gelo nei fermi invernali, anche lunghi; ripartenza a freddo in pochi minuti; la stessa macchina raffresca d’estate; va d’accordo con il fotovoltaico perché consuma solo corrente.

Quanto costa riscaldare un capannone e quali incentivi ci sono

Per chi ha diritto al 65% del Conto Termico 3.0, una Kita Air installata costa 8.000 € a macchina, installazione e pratica incluse. Per quantità superiori e aziende grandi il prezzo dipende da superficie, altezza, isolamento, numero di macchine e da cosa c’è già: serve un preventivo sul capannone, e spieghiamo da cosa dipende il preventivo di una Kita Air. Il sopralluogo è gratuito e lo fa un tecnico Templari o un rivenditore di zona.

Sugli incentivi il quadro per le imprese è questo: il Conto Termico 3.0 per le aziende copre fino al 65 per cento della spesa ammissibile, e con la cessione del credito a Templari l’incentivo lo anticipiamo noi: paghi solo la tua parte e non aspetti il rimborso. In alternativa c’è l’iperammortamento per i beni strumentali. Le misure in vigore cambiano di anno in anno: le trovi aggiornate nella pagina Incentivi, e se preferisci le pratiche le seguono i nostri termotecnici.

Un esempio svolto

Capannone di 2.000 m², alto 7 metri sotto trave, costruito nel 2005, copertura in pannello sandwich, un turno, in provincia di Padova. Con la regola a spanne servono quattro Kita Air. Il conto sul volume, 14.000 m³, serve a chi vuole 20-22 °C anche nei giorni più freddi: in quel caso le macchine possono diventare di più, e lo verifichiamo al sopralluogo. Se lo stesso capannone fosse del 1975 e non coibentato, il primo consiglio sarebbe intervenire sulla copertura, poi contare le macchine.

Tensostrutture sportive: campi da padel e da tennis coperti

Tensostruttura, tendostruttura, copertura del campo da padel o da tennis, palestra sotto un telo: per il riscaldamento è la stessa cosa, e la trattiamo come un capannone con due differenze. Il telo isola poco, quindi il fabbisogno si calcola sul tipo di telo, singolo o doppio, e sul volume, non sui metri quadri. E la struttura non regge pesi, quindi niente macchine appese. Il pallone pressostatico è un’altra cosa: sta su perché i ventilatori spingono dentro aria esterna in continuo, e il calore se ne va con quell’aria. Quello non si riscalda.

La Kita Air ci va: l’unità interna sta su un supporto proprio, appoggiato a terra, e l’unità esterna sta fuori, accanto al telo. Non servono gas, canna fumaria né tubazioni d’acqua che d’inverno possono gelare: solo le linee frigorifere e la corrente elettrica. D’estate la copertura diventa una serra: sotto il telo si sta peggio che fuori, e la stessa macchina raffresca, come spieghiamo nella pagina sul raffrescamento dei capannoni. Un centro padel con tre campi coperti, 1.200 metri quadri e 10-12 metri di altezza, è un caso tipico: si calcola sul volume, come un capannone alto.

Prima di proporla facciamo un sopralluogo: struttura fissa o smontabile, telo singolo o doppio, altezza utile. Non tutte le coperture vanno bene, e quando non va bene lo diciamo prima.

Gli errori da evitare

• Dimensionare sui metri quadri e non sul volume. Due capannoni con la stessa pianta e altezze diverse hanno fabbisogni diversi.
• Scaldare l’aria senza distribuirla. Il caldo finisce sotto il tetto e a terra si gela. La distribuzione va studiata sull’altezza sotto trave.
• Comprare solo il riscaldamento. Dopo due estati si compra un secondo impianto per raffrescare. Una pompa di calore reversibile fa tutte e due le cose con una macchina sola.
• Non guardare la copertura. Su un capannone che disperde il doppio, l’impianto più efficiente del mondo costa comunque il doppio.
• Leggere solo la potenza a +7 °C. Il giorno peggiore dell’anno la macchina rende meno: si dimensiona sulla potenza a -7 °C.

Dove l’abbiamo installata

Tre casi raccontati con numeri e foto: CMM Italy, De Castelli e Fiaba Srl. In Italia le Kita Air installate sono oltre 4.000, in capannoni meccanici, logistici, alimentari e in officine, per oltre 2,4 milioni di metri quadri climatizzati.

Chi siamo

Templari progetta e produce ad Abano Terme, in provincia di Padova. Elettronica di bordo u-Kita di nostra progettazione e supervisione remota. 2,4 milioni di metri quadri già climatizzati. Telefono 049 8597400.

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Impianti KITA AIR nei capannoni

Macchine installate da noi in capannoni e magazzini. Sono fotografie di cantieri reali, non immagini di repertorio.