La temperatura di mandata della pompa di calore è una delle impostazioni più importanti che influenzano le prestazioni della pompa di calore. Essa incide sulla potenza termica, sull'efficienza, sulle prestazioni dei radiatori e sul controllo dell'impianto.
Influisce sulla potenza termica, sull’efficienza, sulle prestazioni dei radiatori e sul controllo dell’impianto. Per gli installatori e i responsabili degli appalti, la domanda fondamentale non è quanto possa riscaldare l’acqua una pompa di calore, bensì quale sia la temperatura di mandata effettivamente necessaria all’edificio.
Un buon impianto mira a soddisfare il carico termico alla temperatura di mandata più bassa possibile. Ciò richiede di considerare l'edificio, i diffusori di calore, la temperatura di progetto esterna e le prestazioni della pompa di calore come un unico sistema.
La temperatura di mandata della pompa di calore è la temperatura dell'acqua in uscita dalla pompa di calore e in entrata nel circuito di riscaldamento.
L'acqua passa quindi attraverso i radiatori, il riscaldamento a pavimento o altri diffusori e cede calore all'edificio. Ritorna alla pompa di calore a una temperatura inferiore e viene nuovamente riscaldata.
Ad esempio, un impianto può funzionare con una temperatura di mandata di 45 °C e una di ritorno di 40 °C. Le temperature di progetto effettive variano da un progetto all’altro.
Anche la temperatura di mandata è diversa dalla temperatura ambiente. Una stanza può essere mantenuta a una temperatura compresa tra 20 e 22 °C, mentre l'acqua di riscaldamento è molto più calda.
Il motivo principale è l'efficienza.
Una pompa di calore deve trasferire il calore da una fonte più fredda a un circuito di riscaldamento più caldo. All'aumentare della temperatura richiesta dell'acqua, il differenziale di temperatura diventa normalmente più ampio, il che può aumentare il lavoro del compressore e ridurre il COP.
Ma c'è un aspetto pratico importante: "Più basso" non è sempre sinonimo di "migliore".
I corpi radianti devono comunque fornire calore sufficiente a mantenere la temperatura ambiente richiesta. Se la temperatura di mandata viene ridotta eccessivamente, i radiatori o altri corpi radianti potrebbero non garantire una potenza termica sufficiente.
Quindi, la regola di progettazione migliore è:
Utilizzare la temperatura di mandata più bassa in grado di soddisfare in modo affidabile il fabbisogno termico dell'edificio.
Le attuali linee guida dell’Energy Saving Trust relative agli impianti a pompa di calore mettono in relazione la progettazione dell’impianto, la dispersione termica, le prestazioni dei terminali e la temperatura di mandata, anziché considerare quest’ultima come un parametro a sé stante. Consulta le linee guida dell’Energy Saving Trust sulla progettazione dei sistemi a pompa di calore.
Non esiste un’unica temperatura di mandata corretta valida per tutti gli impianti a pompa di calore.
La temperatura richiesta dipende principalmente dall'edificio e dai corpi radianti.
Energy Saving Trust osserva che le pompe di calore funzionano spesso a temperature dell'acqua di riscaldamento inferiori rispetto agli impianti di riscaldamento tradizionali, mentre alcune applicazioni di riqualificazione potrebbero richiedere temperature più elevate.
Come concetto generale di progettazione:
| Impianto di riscaldamento | Approccio tipico |
|---|---|
| Riscaldamento a pavimento | Temperatura di mandata più bassa |
| Radiatori a bassa temperatura | Temperatura di mandata da bassa a moderata |
| Radiatori esistenti | Potrebbe essere necessaria una temperatura più elevata |
| Adeguamento per alte temperature | Potrebbe essere necessaria una temperatura di mandata più elevata |
| Acqua calda sanitaria | Di solito superiore al riscaldamento degli ambienti |
Non si tratta di valori di riferimento fissi. Il valore corretto dovrebbe derivare dalla dispersione termica dell'edificio, dalla potenza dei radiatori e dalla pompa di calore scelta.
Il riscaldamento a pavimento si presta generalmente bene all'uso con le pompe di calore, poiché offre un'ampia superficie di emissione del calore.
Un radiatore di grandi dimensioni spesso è in grado di fornire il calore necessario all’ambiente a una temperatura dell’acqua inferiore rispetto a un radiatore più piccolo. Ciò può contribuire a un funzionamento più efficiente della pompa di calore.
Tuttavia, l'installatore dovrebbe comunque calcolare il fabbisogno effettivo.
La struttura del pavimento, la distanza tra i tubi, la dispersione termica dell’ambiente, il rivestimento del pavimento e la temperatura di progetto interna possono tutti influire sulla temperatura dell’acqua richiesta. Non è sufficiente impostare semplicemente una temperatura bassa solo perché l’impianto è dotato di riscaldamento a pavimento.
Per le applicazioni di riscaldamento e raffreddamento combinati, consultare il documento di JNOD pompe di calore per il riscaldamento e il raffreddamento.
Gli impianti di riscaldamento richiedono maggiore attenzione, soprattutto nell'ambito dei progetti di ristrutturazione.
Gli impianti di riscaldamento più datati erano spesso progettati per temperature dell'acqua più elevate rispetto ai moderni impianti a pompa di calore. Un radiatore che funzionava bene con una caldaia tradizionale potrebbe fornire meno calore se alimentato con acqua a temperatura più bassa.
Ciò non significa che ogni radiatore debba essere sostituito.
L'installatore dovrebbe verificare quanto segue:
Un radiatore più grande oppure un radiatore a bassa temperatura scelto in modo adeguato può fornire la potenza richiesta senza costringere la pompa di calore a funzionare a una temperatura inutilmente elevata.
La domanda fondamentale non è semplicemente:
“Una pompa di calore può funzionare con i radiatori?”
È:
“I radiatori esistenti o selezionati sono in grado di soddisfare il carico termico dell’ambiente alla temperatura di mandata prevista?”
Il COP non è un valore fisso per una pompa di calore.
Varia in base alla temperatura esterna, alla temperatura dell'acqua in uscita e ad altre condizioni operative. Per questo motivo, i dati sulle prestazioni pubblicati devono sempre essere letti tenendo conto delle condizioni di prova.
L'attuale modello R290 di JNOD, con ventola singola e flusso d'aria verso l'alto, ne è un esempio calzante. In condizioni A7/6 °C, il modello JMU50HC presenta le seguenti caratteristiche nominali:
| Condizione di uscita dall'acqua | Potenza termica | COP |
|---|---|---|
| W30/35 °C | 5,00 kW | 4.68 |
| W40/45 °C | 5,00 kW | 3.65 |
| W47/55 °C | 5,00 kW | 3.10 |
La stessa pompa di calore mostra quindi una netta variazione del COP all’aumentare della temperatura dell’acqua richiesta.
Per gli installatori e gli acquirenti, ecco perché confrontare i prodotti basandosi esclusivamente su un unico valore COP dichiarato può essere fuorviante. È opportuno verificare i dati prestazionali forniti dal produttore in condizioni simili a quelle reali del progetto.
Vedi il Pompa di calore ad aria con alimentazione dall'alto JNOD R290 per i dati operativi pubblicati.
Una pompa di calore non ha bisogno di mantenere la stessa temperatura di mandata per tutta la stagione di riscaldamento.
Quando la temperatura esterna scende, l'edificio tende a disperdere più calore. In tal caso, il sistema potrebbe richiedere una temperatura di mandata più elevata.
Quando la temperatura esterna aumenta, il fabbisogno di riscaldamento diminuisce. È possibile ridurre la temperatura di mandata richiesta.
La compensazione climatica utilizza la temperatura esterna per regolare la curva di riscaldamento. Anziché mantenere l'impianto a una temperatura elevata fissa, modifica il valore di riferimento in base alle condizioni effettive.
Questo è importante perché un edificio potrebbe aver bisogno della temperatura di mandata di progetto solo nei periodi più freddi. Quando il clima è più mite, il funzionamento a una temperatura inferiore può ridurre il differenziale di temperatura e migliorare l’efficienza.
Le linee guida per gli installatori dell'Energy Saving Trust raccomandano inoltre la compensazione climatica come parte integrante di un controllo efficace delle pompe di calore e della progettazione dell'impianto. Leggi le linee guida sul risarcimento per condizioni meteorologiche avverse e altre misure di controllo.
L'approccio pratico consiste nel partire dall'edificio piuttosto che da una temperatura prestabilita.
Calcolare il fabbisogno termico di ciascun locale alla temperatura esterna di progetto.
La superficie utile da sola non è sufficiente. Due edifici di 200 m² ciascuno possono richiedere potenze delle pompe di calore molto diverse a causa dell’isolamento, dei vetri, delle perdite d’aria, dell’orientamento dell’edificio e del clima locale.
Calcoli accurati delle perdite termiche costituiscono la base sia per il dimensionamento delle pompe di calore che per la scelta dei diffusori.
Una volta determinato il carico termico dell’ambiente, verificare se i radiatori, il riscaldamento a pavimento o altri emettitori siano in grado di fornire tale potenza alla temperatura di mandata prevista.
Se ciò non fosse possibile, la soluzione non è sempre quella di aumentare la temperatura della pompa di calore. Potrebbe essere più opportuno, per il progetto, ricorrere a diffusori più grandi, a un migliore isolamento o a una progettazione diversa dell'impianto.
Non fermarti alla potenza termica nominale.
Per le condizioni operative selezionate, verificare:
Ciò è particolarmente importante nei climi più freddi e nei progetti di riqualificazione.
Una volta abbinati gli apparecchi e gli emettitori, configurare la compensazione climatica in base alla risposta termica effettiva dell'edificio.
Verificare quindi il funzionamento dell'impianto durante la messa in servizio. Controllare la temperatura di mandata, la temperatura di ritorno, la portata dell'acqua, la temperatura ambiente, i dispositivi di regolazione e il comportamento dell'impianto in presenza di carichi diversi.
Il valore di progetto indicato sulla carta e il valore che si ottiene nel sistema installato non sono sempre identici.
Le pompe di calore ad alta temperatura possono rivelarsi utili nei progetti di ristrutturazione in cui sono necessarie temperature dell'acqua più elevate.
Tuttavia, la temperatura massima in uscita non corrisponde alla normale temperatura di esercizio.
I modelli attuali R290 con soffiaggio dall'alto di JNOD specificare temperature dell'acqua in uscita fino a 75 °C e funzionamento fino a -25 °C.
Tale caratteristica può rivelarsi utile per applicazioni particolarmente esigenti, ma non dovrebbe essere considerata un motivo per mantenere il sistema costantemente a 75 °C.
La domanda giusta da porsi è:
Qual è la temperatura di mandata richiesta dall'applicazione e quali sono la potenza e il COP forniti dalla pompa di calore in tali condizioni?
Questa distinzione è particolarmente importante quando si confrontano le pompe di calore destinate alla sostituzione dei radiatori o a progetti in climi freddi.
Un’impostazione elevata può garantire un margine di sicurezza maggiore, ma può anche aumentare il consumo energetico quando l’edificio potrebbe funzionare a una temperatura inferiore.
Una pompa di calore non può essere scelta separatamente dall'impianto di riscaldamento. I terminali di riscaldamento devono fornire calore sufficiente alla temperatura di mandata prescelta.
Verificate sempre la temperatura dell'aria esterna e la temperatura dell'acqua in uscita prima di fare affidamento sul valore del COP pubblicato.
Una pompa di calore può essere in grado di produrre acqua ad alta temperatura senza che questo sia il suo punto di funzionamento più efficiente.
Non esiste un numero universale.
Un impianto di riscaldamento a pavimento ben progettato può funzionare a una temperatura di mandata relativamente bassa. Un impianto installato a posteriori con radiatori già esistenti potrebbe richiedere una temperatura maggiore. Il circuito dell'acqua calda sanitaria può a sua volta richiedere una temperatura ancora più elevata.
La sequenza corretta è:
Calcolare la dispersione termica → controllare i terminali di riscaldamento → determinare la temperatura di mandata richiesta → verificare le prestazioni della pompa di calore → configurare i sistemi di controllo → effettuare la verifica al momento della messa in servizio.
Questo approccio è molto più affidabile rispetto alla scelta iniziale di una temperatura e alla progettazione del resto del sistema in base a essa.
Per i distributori, gli installatori e i responsabili degli appalti, la temperatura di mandata dovrebbe rappresentare uno dei criteri principali nel confronto tra i diversi modelli di pompe di calore.
È importante valutare le prestazioni nelle condizioni effettive di funzionamento del sistema. Un modello con un COP nominale elevato potrebbe non essere la scelta migliore se le sue prestazioni calano drasticamente alla temperatura dell’acqua richiesta.
Di JNOD gamma di pompe di calore ad aria include i modelli R290 aria-acqua per il riscaldamento, il raffreddamento e la produzione di acqua calda, con prestazioni dichiarate in diverse condizioni operative.
Per i progetti in climi più freddi, JNOD fornisce anche soluzioni con pompe di calore per climi freddi per applicazioni in cui occorre tenere conto contemporaneamente delle basse temperature esterne e delle temperature più elevate dell'acqua di riscaldamento.
Per distributori, appaltatori e partner di progetto, il metodo di selezione più affidabile consiste nell’adattare la pompa di calore all’intero impianto, piuttosto che basarsi su un unico valore nominale.
È la temperatura dell'acqua in uscita dalla pompa di calore e in entrata nel circuito di riscaldamento.
No. Temperature più basse possono migliorare l'efficienza, ma i corpi radianti devono comunque fornire calore sufficiente per l'edificio.
Sì, in molti progetti. L'installatore dovrebbe innanzitutto verificare la dispersione termica dell'edificio e la potenza dei radiatori alla temperatura di mandata prevista.
Una temperatura dell'acqua più elevata aumenta in genere il differenziale di temperatura che la pompa di calore deve raggiungere, il che può comportare un maggiore carico di lavoro del compressore e una riduzione dell'efficienza.
La compensazione climatica regola la temperatura di mandata in base alle condizioni esterne. Consente all’impianto di utilizzare acqua a temperatura inferiore quando l’edificio necessita di meno calore.
No. La temperatura massima in uscita indica il valore massimo che l'apparecchio può raggiungere in condizioni specificate. Ciò non significa che tale temperatura sia l'impostazione ottimale per il normale funzionamento in modalità riscaldamento.
La temperatura di mandata è una scelta progettuale dell'impianto, non semplicemente un valore indicato sul regolatore.
La temperatura corretta dipende dalla dispersione termica, dai terminali di riscaldamento, dalle condizioni esterne, dalla strategia di regolazione e dalle prestazioni effettive della pompa di calore scelta. Temperature più basse possono migliorare l’efficienza, ma solo se l’impianto di riscaldamento è comunque in grado di fornire la potenza richiesta.
Per gli installatori e i responsabili degli acquisti, l'approccio migliore è semplice:
Progetta l'impianto di riscaldamento in base alle caratteristiche dell'edificio, quindi scegli la pompa di calore in base all'impianto.
Questo è il modo più affidabile per trovare il giusto equilibrio tra prestazioni di riscaldamento, comfort ed efficienza.
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