ARTICOLO TRATTO DA www.risanamentoenergetico.it
-La pompa di calore è un apparecchio in grado di prelevare calore da un ambiente freddo e trasferirlo ad un altro più caldo.
-La pompa di calore può funzionare sia elettricamente (sistema a compressione) sia con calore prelevato dai combustibili fossili o da altre fonti termiche quali il sole (sistema ad assorbimento).
In pratica l’apparecchio funziona come un comune frigorifero. La pompa di calore attualmente più diffusa nel mondo è quella a compressione, azionata elettricamente.
Per coloro che non hanno dimestichezza con la fisica, l’intero processo può essere riassunto in tal modo. L’apparecchio è in grado di prelevare calore anche dall’aria fredda dell’ambiente esterno e cedere questo calore all’ambiente che si vuole riscaldare. Tale è il processo attuato dalla pompa di calore in inverno. Durante l’estate gli apparecchi a pompa di calore “reversibile” (una semplice valvola a quattro vie permette questa funzione) sono in grado di “prelevare” calore dall’ambiente interno (in tal modo raffreddandolo) e “cederlo” all’aria calda dell’ambiente esterno.
Il motivo per cui, in fase di riscaldamento, la pompa di calore si presenta come un sistema che permette di risparmiare energia primaria (metano, olio combustibile), divenendo così anche economicamente conveniente per l’utente finale, è da ricercarsi nel fatto che il sistema è in grado di cedere all’ambiente da riscaldare il calore (del tutto gratuito) assorbito dall’ambiente esterno freddo, maggiorato della parte corrispondente al lavoro meccanico del compressore trasformato in calore (cioè del consumo reale di energia, il solo che effettivamente viene pagato). Esempio: Riscaldo con 3500 W ma pago solo per 1000 W (perchè 1000 W sono quelli assorbiti dalla macchina, e 2500 sono quelli assorbiti dall’ambiente esterno e “pompati” all’interno, ma comunque già esistenti). Il rapporto di cui sopra varia in base a diversi fattori, dei quali i più importanti sono: temperatura esterna, temperatura del gas nell’unità interna (più bassa se la velocità della ventola è più alta e scambia quindi più calore, ), temperatura interna.
| IL RISANAMENTO ENERGETICO IN 3 PASSI | |
| 1 – Ridurre le dispersioni | Una istallazione ben fatta è sinonimo di risparmio. Oltre all’utilizzo della pompa di calore è consigliabile anche intervenire sulla coibentazione. Non ostacolare il flusso d’aria. |
| 2 – Migliorare l’efficienza | Attraverso una migliore progettazione e realizzazione. Evitare (quando possibile): unità esterne con poca circolazione d’aria ed esposte al sole battente (per l’estate) ed unità interne posizionate troppo vicine al soffitto (una distanza di almeno un metro sarebbe consigliabile). Preferire unità ad inverter (rendimento più elevato soprattutto in riscaldamento e se montate troppo vicine al soffitto). Pulire regolarmente i filtri, la facile circolazione d’aria aumenta lo scambio termico ed abbassa il consumo. Coibentare bene le varie tubazioni, ridurre al minimo le zone scoperte e verificarne periodicamente lo stato. Scegliete macchine con elevata efficienza energetica. |
| 3 – Ottimizzare la gestione | Attraverso l’impiego intelligente delle risorse. Attivare solo i dispositivi nell’ambiente ove si soggiorna (modularità), utilizzare la filosofia “zona giorno e zona notte”. Tenere chiuse le finestre (d’estate, oltre al caldo, entra anche umidità che deve essere condensata ed espulsa). Se d’estate, tenete abbassate le tapparelle delle finestre esposte al sole.Evitare comunque di mantenere una grossa differenza di temperatura tra interno ed esterno. |
La pompa di calore costituisce un sistema che permette di “risparmiare energia” e di essere così economicamente conveniente per l’utente ,soprattutto perché il calore “gratuito” prelevato dall’ambiente è, non sempre ma in gran parte dei casi), quantitativamente superiore a quello ceduto dal compressore, ed effettivamente “pagato” dall’utente.
Il sistema a pompa di calore è in genere “reversibile”, può cambiare cioè la sua funzione da riscaldatore a raffrescatore. Si realizza così la possibilità di “climatizzare” un ambiente per un intero anno (condizionamento estivo e riscaldamento invernale) con un unico sistema.
La pompa di calore (come è peraltro riconosciuto dalle specifiche leggi sul risparmio energetico (L.308/82,L. 9/91,L.10/91 e relativi regolamenti di attuazione) è un sistema che può realizzare un reale uso razionale dell’energia poiché:
– Permette un risparmio di energia, inducendo di conseguenza anche una riduzione dell’impatto ambientale imputabile all’impiego di combustibili fossili;
– E’ un sistema più flessibile rispetto all’impiego di “due” differenti apparecchi per riscaldare e raffrescare un ambiente;
– La pompa di calore azionata elettricamente (sistema a compressione) oltre ad essere molto sicura ed altamente affidabile, non inquina l’ambiente anche per l’assenza di emissioni nocive in atmosfera nel luogo di installazione.
Nella scelta della pompa di calore ci si trova di fronte a diverse scelte da operare, tra le quali:
Classe energetica: indica il rendimento energetico dell’apparecchio. Una classe bassa, ad esempio la G costerà di più nell’uso ma avrà un costo minore di acquisto. Ovvio che per la propria residenza conviene optare per un sistema a rendimento più alto, in quanto la differenza di consumo ripagherà del costo superiore in poco tempo. Diverso il discorso per la “casa delle vacanze, che se poco utilizzata avrebbe un ammortamento in un tempo più lungo. Generalmente poi, apparecchi di qualità (e costo) superiore hanno altri vantaggi, quali ad esempio la ridotta rumorosità (sia interna che esterna). Un modello a bassa efficienza può costarvi molte decine di euro in più all’anno di maggior consumo energetico.
Gas refrigerante impiegato: Per motivi ecologici legati al refrigerante impiegato, si sta passando dallo R407 allo R410. Il 407 è una miscela di refrigeranti che è in grado di funzionare su macchine di vecchia generazione che impiegavano un refrigeranti ora fuori norma. Lo R410 e lo R410 A, necessitano di macchine progettate appositamente (pressioni operative maggiori) e spesso (ma non necessariamente) hanno anche una classe energetica superiore. La differenza è tutta qui.
Sistemi ad inverter: indicano la presenza di un compressore particolare associato ad un elettronica di controllo più sofisticata. Il vantaggio nel comfort è che la temperatura viene modulata in modo continuo a seconda della differenza tra la temperatura impostata e quella dell’ambiente, e non con modalità acceso/spento (assenza di sbalzi nella temperatura di uscita). Altro vantaggio è nell’assenza di spunto elettrico (il picco di assorbimento all’avvio), dato che l’avviamento è progressivo. Anche l’efficienza elettrica, soprattutto quella a caldo, è superiore, portando ad un sensibile risparmio soprattutto nell’utilizzo a caldo (in casi limite può arrivare anche al 30%).
Nota: nella scelta, è da tenere presente che le attuali norme, che definiscono la classe energetica per questi sistemi, impongono che questa sia calcolata con l’apparecchio in funzione alla massima potenza. Ma, nella pratica, la pompa di calore ad inverter funziona sempre ad un regime ridotto, ed in questo modo l’efficienza può aumentare anche di molto, portando il sistema a livelli molto più alti di efficienza di quelli che lascerebbe supporre la sola etichetta energetica.
Esistono poi altre particolarità, tra quelle più comuni:
– Sistema monosplit o multisplit (a grandi linee un solo “compressore” per più posti interni). Il vantaggio è nel minor numero di unità esterne installabili. Occorre considerare però che il rendimento cala se si usa solo una parte della macchina.
– Sistema ad espansione diretta (il classico, dove il gas refrigerante viene fatto circolare direttamente all’interno dell’unità interna)
– Sistema ad acqua (detto anche motocondensante o, impropriamente, “chiller”) dove, analogamente a quanto avviene con una caldaia tradizionale, viene riscaldata dell’acqua che poi circola per tutto l’ambiente interno cedendo calore tramite fancoil o ventilconvettori, termoarredo, termosifoni, serpentine a pavimento, etc.)
– Sistema a ventilconvettori singoli o canalizzato (dove un solo ventilconvettore manda aria in più ambienti tramite appositi condotti d’aria)
La scelta va fatta caso per caso, considerando, oltre ai fattori oggettivi, anche le proprie preferenze individuali.
Nei sistemi ad espansione gassosa, è importante, per il funzionamento a caldo, che l’unità non sia montata troppo vicino al soffitto, in quanto la presenza di aria molto più calda in alto (stratificazione) obbliga la macchina a lavorare con una differenza di temperatura (“salto termico”) superiore tra elemento esterno (detto impropriamente “condensatore”) ed elemento interno (detto impropriamente “evaporatore”), e questo, oltre a sollecitarla di più, ne abbassa di conseguenza anche il rendimento (nelle macchine ad espansione gassosa il rendimento può calare di circa il 10-20% anche quando si tiene la velocità della ventola interna al minimo).
Come creare un ambiente salutare e confortevole: i parametri e le caratteristiche.
Temperatura: la temperatura dei locali in inverno dovrebbe essere compresa tra i 18 e i 22° centigradi (ricordare che comunque 20° è un limite normativo), mentre in estate dovrebbe essere cmpresa tra i 24 e i 28 gradi centigradi. Un abbigliamento adeguato aita a risparmiare energia e a mantenere condizioni fisiologicamente più naturali.
Grado di umidità: la percentuale ottimale di umidità deve essere compresa fra il 45 e il 65%. Qualora molto al di fuori di questi limiti, può eventualmente essere corretta utilizzando umidificatori e deumidificatori. Riducendo l’eccesso di umidità, migliorano le condizioni di abitabilità della casa e si combatte la proliferazione della muffa. Nel raffrescamento l’umidità tende a essere condensata ed espulsa dal climatizzatore, sotto forma di acqua distillata.
Circolazione dell’aria: il calore l’umidità variano, anche nella percezione, a seconda che l’aria sia ferma o in movimento. E’ bene che l’aria circoli in modo costante, uniforme e ad una velocità adeguata.
Livello sonoro: la bassa rumorosità è sicuramente una qualità molto apprezzata per ogni elettrodomestico. I climatizzatori moderni sono realizzati con tecnologie che garantiscono elevate prestazioni e una rumorosità contenuta, sia dell’unità interna che esterna.
I dati relativi alla rumorosità sono espressi in decibel (dB), e sono riportati, insieme ai consumi e alla classe di efficienza, sull’etichetta energetica e per legge accompagna gli apparecchi elettrici.
Alcuni livelli sonori tipici come paragone:
185 dB = lesioni istantanee al tessuto muscolare
170 dB = colpo di arma da guerra a 1 m
150 dB = motore di un jet a 30 m
140 dB = colpo di fucile a 1 m
130 dB = soglia del dolore
120 dB = danneggiamento dell’udito per esposizione a breve termine
100 dB = martello pneumatico a 1 m
85 dB = danneggiamento dell’udito per esposizione a lungo termine
80 dB = traffico intenso, metropolitana
40-60 dB = conversazione normale
40 dB = frigorifero
30 dB = ticchettio orologio
20 dB = stanza silenziosa
10 dB = stormire di foglie, respiro umano rilassato
0 dB = soglia di udibilità (udito normale, a 1.000 Hertz)
Pulizia dell’aria: nell’aria si trovano un’infinità di piccole particelle che possono causare disturbi o anche allergie. I filtri, sempre più sofisticati, di cui sono dotati i moderni climatizzatori, contribuiscono a migliorare sensibilmente la qualità dell’aria.
La mancata pulizia e/o sostituzione dei filtri comporta un calo della resa del climatizzatore e la forte probabilità che si sviluppino batteri, muffe, funghi, che vengono rimessi all’ambiente, e che possono causare problemi oanche un pericolo per la salute.
I tipi di filtri comunemente usati sono:
– Filtri antipolvere: trattengono le impurità di dimensioni maggiori, come la polvere e le particelle solide in generale, come ad esempio fibre tessili e peli di animali. È necessario pulirli e sostituirli periodicamente.
– Filtri elettrostatici: filtri metallici costituiti da lamine caricate elettrostaticamente, che attirano trattengono la polvere in sospensione e gli allergeni. Sono lavabili e non vanno sostituiti.
– Filtri ai carboni attivi: pannelli porosi che assorbono le molecole organiche provenienti dal corpo umano e da altri organismi presenti nell’ambiente. Hanno la funzione di eliminare i cattivi odori. Non sono lavabili e hanno una durata limitata.
– Filtri al plasma o al neoplasma: sono i filtri tecnologicamente più avanzati. Purificano e che odorano l’aria e sono particolarmente indicati per chi soffre di allergie o asma Sono riutilizzabili più volte, seguendo una semplice operazione di pulizia che mantiene un’elevata efficienza filtrante.
Le principali funzioni disponibili.
Timer: consente di programmare il funzionamento dell’apparecchio a orari stabiliti.
Termostato: consente di impostare la temperatura desiderata.
Controllo della temperatura e “I Feel”: permette di rilevare la temperatura nei pressi del telecomando escludendo il sensore presente nell’unità interna. In questo modo verrà presa come riferimento la temperatura presente nel punto dove si trova il telecomando.
Funzione auto: la modalità operativa idonea tra raffreddamento, riscaldamento o ventilazione, in base alla temperatura ambiente e a quella impostata.
Funzione notte o “sleep”: generalmente controlla la velocità del flusso d’aria e modifica gradualmente nel tempo la temperatura, assicurando un miglior comfort durante il sonno, e un risparmio energetico.
Regolazione uscita del flusso d’aria: regola la direzione del flusso d’aria bloccando le alette deflettrici nell’angolazione desiderata, oppure impostandole con un’oscillazione continua per distribuire l’aria in modo uniforme.
Massima potenza o turbo: permette di raggiungere la temperatura selezionata più rapidamente.
Ventilazione: consente di utilizzare il climatizzatore come semplice ventilatore, senza raffreddare o riscaldare.
Deumidificazione (dry): riduce l’umidità dell’ambiente senza alterare la temperatura. (In questo caso si tratta di un processo poco efficiente. Per una deumidificazione ottimale è meglio utilizzare apparecchi dedicati, ossia veri deumidificatori).
Ionizzatore: dispositivo interno che emette ioni negativi migliorando la qualità dell’aria.
Riavvio automatico: in caso di interruzione dell’energia elettrica riattiva automaticamente la modalità di funzionamento una volta tornata la corrente.
Auto clean: dopo lo spegnimento del climatizzatore viene momentaneamente attivata la ventilazione per eliminare i residui di condensa ed asciugare le parti interne per impedire la formazione di muffe e cattivi odori.
SITUAZIONE ATTUALE
Nel corso degli ultimi anni si è assistito nei paesi dell’Europa centrale e settentrionale alla diffusione dei sistemi per solo riscaldamento a pompa di calore in sostituzione delle tradizionali caldaie a bruciatore. I dati di mercato degli ultimi anni, mostrano come l’incremento delle vendite di pompe di calore di piccola potenza sia più rapido nei paesi del centro-nord Europa rispetto all’incremento che si è registrato in Italia nello stesso periodo di riferimento.
Per citare qualche esempio, nel 2005 il 72 per cento delle nuove costruzioni realizzate in Svizzera sono state dotate di sistemi di riscaldamento e produzione di acqua calda sanitaria esclusivamente a pompa di calore.
In Finlandia la diffusione di pompe di calore nel 2005 è cresciuta del 76 per cento, in Francia del 46 per cento, in Germania del 30 per cento, in Svizzera l’incremento è stato del 23 per cento, in Italia solo del 7 per cento.
Questo è un dato paradossale, in quanto i paesi nel settentrione d’Europa sono più svantaggiati rispetto a quelli meridionali, considerando che le temperature invernali più basse abbassano il rendimento finale dei sistemi a pompa di calore.
Questi dati, unitamente alle notizie fornite dall’andamento del mercato, mostrano che è in atto un processo di sostituzione delle caldaie tradizionali con le pompe di calore.
Questa tendenza sarà certamente seguita anche dall’Italia, considerando, oltre al clima più favorevole della nostra penisola rispetto al resto d’Europa, anche le nuove disposizioni di legge che prevedono agevolazioni fiscali per l’acquisto di una pompa di calore.
Tra le altre complicazioni è da segnalare che:
– Prima dell’inizio dei lavori, va depositato in Comune il progetto delle opere e una relazione tecnica
– L’installazione della pompa di calore deve essere effettuata da personale qualificato (ai sensi della legge 46/90)
– A fine lavori l’installatore dovrà rilasciare un certificato di regolare esecuzione (che andrà conservato).
PARAGONE TECNICO-ECONOMICO TRA IMPIANTI CLIMATIZZAZIONE A POMPA DI CALORE E A COMBUSTIBILE
Nota: i calcoli sono fatti con tariffe non aggiornate, risalenti al 2006, e servono solo come indicazione di massima. Sono comunque replicabili e possono essere attualizzati a seconda del prezzo che si paga per la propria fornitura. Solo attualizzandoli è possibile stabilire con esattezza la convenienza effettiva con buona precisione. Nel calcolo occorre tenere conto delle varie componenti del prezzo e delle numerose variabili.
I calcoli che seguono, per semplicità di confronto, sono equiparati per una quantità di calore richiesta pari a 8.342 calorie (9.700 W o 9,7Kw)
1. SISTEMA ELETTRICO A POMPA DI CALORE: (a tariffa non agevolata, oltre i 3 kw)
Climatizzatore Classe Energetica “A” con efficienza (“COP”) = 3,6 riferite a temperatura interna = 20° , temperatura esterna = 6° , alla velocità massima (con velocità minima il rendimento diminuisce).
A temperature più basse l’efficienza della pompa di calore diminuisce, a temperature più alte aumenta.
Ad esempio, considerando le Temperature MEDIE in una città come Roma, il bilancio medio è ancora migliore: Gen=7,6 – Feb=8,7 – Mar=11,4 – Apr=14,7 – Mag=18,5 – Giu=22,9 – Lug=25,7 – Ago=25,3 – Set= 22,4 – Ott=17,4 – Nov=12,6 – Dic=8,9
Calcoli equiparati per una quantità di calore richiesta pari a 8.342 calorie (9.700 W o 9,7Kw)
Potenza resa: 9.7 Kw = 8342 Kcal/h
Potenza assorbita: 2,69 kw/h (cioé 9.7 Kw / 3,6 COP = 2,69)
Costo kw/h: 0,15 € (escluse quote fisse, IVA, ecc. Tariffa contratto 6Kw. )
Costo di 1 ora in funzione: 2,69 x 0,15 = 0,404 € (8,342 Kcal/h rese)
Da cui: costo di 1 ora in funzione = 0,404 € + IVA 10% = 0,44 €
2. SISTEMA METANO: (a tariffa mediata. Caldaie ultima generazione)
Potenza resa: 9.7 Kw = 8342 Kcal/h (Caldaia 7.5 – 25 Kcal/h, rendimento 88 %)
Potenza assorbita metano: 9,480 Kcal (8342 / 0,88) = circa 1,1 mc (il potere calorifico del metano al metro cubo, varia normalmente tra 8.200 e 9.200 Kcal, la media è di circa 8.700 Kcal)
Potenza assorbita: Elettrica: 0,3 Kw (€/Kwh 0,15. Consumo di circuiti e della pompa elettrica per circolazione acqua calda)
Metano: 1,1 mc/h (€/mc 0,5)
Costo di 1 ora in funzione:
Elettricità= 0,3 x 0,15 = 0,045 € + IVA 10% = 0.0495 €
Metano = 1,1mc x 0.5 €/mc= 0,55 € + IVA 20% = 0,66
Totale = 0,0495 + 0,66 = 0,71 €.
Da cui: costo totale di 1 ora in funzione = 0,71 €
3. SISTEMA METANO: (a tariffa mediata. Caldaia a condensazione)
Potenza resa: 9.7Kw = 8342 Kcal/h (Caldaia 7.5 – 25 Kcal/h, rendimento 102 %)
Potenza assorbita metano: 0,82 Kcal (8342 / 1,02) = circa 0,95 mc (il potere calorifico del metano al metro cubo, varia normalmente tra 8.200 e 9.200 Kcal, la media è di circa 8.700 Kcal)
Potenza assorbita: Elettrica: 0,3 Kw (€/Kwh 0,15. Consumo di circuiti e della pompa elettrica per circolazione acqua calda)
Metano: 1,0 mc/h (€/mc 0,5)
Costo di 1 ora in funzione:
Elettricità= 0,3 x 0,15 = 0,045 € + IVA 10% = 0.0495 €
Metano = 1,0 x 0.5 = 0,475 € + IVA 20% = 0,57 €
Totale = 0,0495 + 0,57 = 0,62 €
Da cui: costo totale di 1 ora in funzione = 0,62 €
4. SISTEMA GPL liquido con serbatoio: (a tariffa mediata. Caldaie ultima generazione. Situazione tipica di zone non servite da metanodotto)
Potenza resa: 9.7 Kw = 8342 Kcal/h (Caldaia tipo da 7.5 – 25 Kcal/h, rendimento 88 %)
Potenza assorbita GPL: 9,480 Kcal (8342 / 0,88) = circa 0,82 Kg = circa 1,6 Lt (il potere calorifico del GPL al Kg, varia normalmente tra 11.000 e 12.000 Kcal, la media è di circa 11.500 Kcal. 1 Litro di GPL a 15°C pesa circa 0,51 Kg, ne consegue che 1 Kg di GPL liquido a 15°C equivale a circa 2 litri)
Potenza assorbita: Elettrica: 0,3 Kw (€/Kwh 0,15. Consumo di circuiti e della pompa elettrica per circolazione acqua calda)
GPL: 1,6 Lt/h (€/litro = 1,0 IVA compresa)
Costo di 1 ora in funzione:
Elettricità= 0,3 x 0,15 = 0,045 € + IVA 10% = 0.0495 €
GPL = 1,6 Lt x 1,0 €/Lt= 1,6 €
Totale = 0,0495 + 1,6 = 1,65 €.
Da cui: costo totale di 1 ora in funzione = 1,65 €
5. STUFA A PELLETS:
I pellets sono segatura di legno compattata ad altissima pressione, dall’aspetto di piccoli cilindri. Il rendimendo delle stufe e il potere calorifico dei pellets varia molto. Le stufe a legna hanno un rendimento più basso (75% le migliori), e la legna ha un potere calorifico generalmente inferiore (3000 / 4200 Kcal/Kg.)
Calcoli indicativi.
Potenza resa: 9.7 Kw = 8342 Kcal/h (il rendimento viene qui considerato al 90%, dato medio molto vicino alla realtà)
Potenza assorbita: 1,08 kw/h
Potenza assorbita: Elettrica: 0,1 Kw (Consumo elettrico medio delle stufe a pellets). Prezzo €/Kwh 0,15.
Pellets da bruciare (il potere calorifico medio dei pellets è circa 4500 KCal/Kg): 2,4 Kg/h (€/Kg = 0,23 IVA compresa)
Costo di 1 ora in funzione:
Elettricità= 0,1 x 0,15 = 0,015 € + IVA 10% = 0.0165 €
Pellets = 2,4 Kg x 0,23 €/Kg= 0,55 €
Totale = 0,55 + 0,016 = 0,57 €.
Da cui: costo totale di 1 ora in funzione = 0,57 €
6. SISTEMA ELETTRICO SEMPLICE TIPO VENTILCONVETTORE O RADIANTE: (a tariffa non agevolata, oltre i 3 kw)
E’ la tipologia della classica stufetta elettrica, dove l’energia eletttrica viene in pratica “bruciata”, e non usata per “pompare” il calore. Viene qui riportata con valori distorti solo come riferimento. Per usi moderati (esempio riscaldamento bagno, uso saltuario in piccoli ambienti, o impiego di emergenza), va bene. Per altri impieghi diventa costosa.
Considerare che un uso come sistema primario richiederebbe contratti di fornitura elettrica con potenza impegnata molto alta, quindi spesso improponibili per gli usi comuni.
Potenza resa: 9.7 Kw = 8342 Kcal/h (il rendimento viene qui considerato al 100%, dato molto vicino alla realtà)
Potenza assorbita: 9,7 kw/h
Costo kw/h: 0,15 € (escluse quote fisse, IVA, ecc. Tariffa contratto 6Kw. )
Costo di 1 ora in funzione: 9,7 x 0,15 = 1,455 € (8,342 Kcal/h rese)
Da cui: costo di 1 ora in funzione = 1,455 € + IVA 10% = € 1,60
Riassunto dei costi (con caldaie bene a punto, temperatura esterna di 6°C, temperatura interna di 20°C, per ogni ora di funzionamento (9,7 Kw termici / 8.342 Kcal resi) :
Pompa di Calore: € 0,44
Caldaia a condensazione: € 0,62
Caldaia standard: € 0,71
Caldaia a GPL da serbatoio: € 1,60
Stufa a pellets: € 0,57
Stufa elettrica: €1,60
Con questi dati emerge quindi che il riscaldamento con la pompa di calore quindi costa il 27% in meno della caldaia a condensazione e il 38 % in meno di una caldaia standard ad alto rendimento e il 72% in meno (cioé meno di 1/3) di una caldaia alimentata a GPL da serbatoio, ed il 23 % in meno rispetto ad una stufa a pellets.
In una abitazione grande o in una media isolata (coibentata) male un esempio per il costo annuale del riscaldamento potrebbe essere:
Pompa di calore: 930 € (*), Caldaia a condensazione 1310 €, Caldaia standard 1500 €.
In realtà il rendimento delle caldaie, anche a causa della manutenzione non ottimale o della usura, spesso non è ai livelli teorici qui considerati.
(*) La possibilità che si ha con la pompa di calore di riscaldare i soli locali o le zone dove si soggiorna (es. zona giorno e zona notte) , può aumentare ulteriormente il risparmio, anche del 30%. Il rendimento varia anche in base alla temperatura esterna (la quantità di calore disponibile all’esterno), per temperature medie invernali di 10° invece che di 6° (10°C è la temperatura media invernale della zona di Roma), ad esempio, il rendimento aumenta di un ulteriore 15% circa rispetto ad una caldaia. Le temperature diurne sono inoltre superiori a quelle della notte (dove la sola pompa di calore in funzione può essere quella dell’ambiente notte, o nessuna), e questo innalza ulteriormente la resa del sistema.
Anche con l’utilizzo della pompa di calore regolata per una bassa temperatura di uscita (ad esempio nelle motocondensanti ad acqua impiegate nel riscaldamento a pavimento) il rendimento aumenta sensibilmnte.
Ovviamente con temperature esterne molto al di sotto di quelle considerate il rendimento della pompa di calore cala e la convenienza diminuisce. In zone molto fredde occorre ricorrere a pompe di calore particolari che scambiano il calore con il suolo o con fonti d’acqua nei dintorni (più costose e complesse nella realizzazione). Sotto le temperature minime di progetto (-10 / -20°C) la pompa di calore in pratica cessa di funzionare.
Nel costo non è stato considerato quello della manutenzione obbligatoria (e necessaria), presente nelle caldaie a combustibile e assente nella pompa di calore.
| Ulteriori considerazioni di paragone tra i due sistemi | |
| Climatizzazione elettrica a pompa di calore | Riscaldamento con caldaia a gas metano |
|
Impiego modulare e multizona (solo dove serve) Nessun inquinamento ambientale Zero spese di manutenzione e controllo Circuito Frigorifero sigillato Pericolosità nulla Climatizzazione estiva/invernale Deumidificazione ambiente ottimale (50%) Bassi costi di gestione Nessun sistema di scarico fumi Filtrazione dell’aria nel locale climatizzato |
Impiego totale (ulteriore spreco) Inquinamento ambientale da fumi Manutenzione periodica e libretto obbligatori Possibili perdite tubazioni acqua Possibilità. fughe gas Solo riscaldamento Deumidificazione inesistente Costi di gestione superiori Necessario sistema di scarico (canna fumaria) Filtrazione inesistente. |
INOLTRE:
Impiego modulare e multizona: Significa che si può utilizzare il sistema solo nelle zone dove è richiesto (es. soggiorno durante il giorno, camera da letto di notte) e impostare con precisione la temperatura, con ulteriore grosso risparmio.
Il fornitore di energia elettrica può, se richiesto, allacciare un contatore dedicato alle pompe di calore (3Kw), a tariffa abitativa, quindi agevolata, senza dover alzare il contratto a 4,5 o 6Kw, consigliabili per impianti di una certa potenza. Ci risulta però che cercare di ottenere questo beneficio è impresa ardua. Comunque, come già detto, per consumi elettrici superiori alla norma, il contratto a 4,5 o 6 Kw/h risulta in definitiva più conveniente.
La pompa elettrica della caldaia a metano consuma comunque energia elettrica, cosa che non viene mai considerata quando si valutano i costi del riscaldamento.
Il raggiungimento della temperatura richiesta, per esempio rientrando a casa è immediato. Nelle caldaie occorre sprecare una certa quantità di combustibile per portare l’acqua a temperatura.
DIMENSIONAMENTO DELL’IMPIANTO
Per dimensionare un impianto di climatizzazione esistono diversi metodi. Ovvio che un metodo complesso che prenda in considerazione tutte le variabili è il migliore, in quanto molto più preciso, e alla lunga porta anche ad un considerevole risparmio.
Nota importante: volendo utilizzare una pompa di calore per il riscaldamento, occorre considerare la temperatura minima invernale prevista alla quale la macchina dovrà poter funzionare. Cosa che generalmente non viene fatta, basandosi solo sulla potenza nominale. Ma un climatizzatore non è una caldaia!
Una pompa di calore moderna può funzionare bene fino a -10 °C, per i modelli semplici a termostato (on-off), e a -15°C per i modelli ad inverter.
Ma occorre considerare che il rendimento cala al diminuire della temperatura (in una caldaia questo non succede) e che al contempo aumentano le dispersioni attraverso mura, infissi, ecc. A temperature esterne molto basse la pompa di calore pomperà poco calore all’interno dell’ambiente climatizzato, e potrebbe non riuscire a compensare le dispersioni. Da questo si capisce come, per alcune zone, occorra un sovradimensionamento per garantire prestazioni adeguate. Oppure la scelta di sistemi diversi (es. pompa di calore geotermica).
Orientativamente, ma non è un calcolo definibile qui con precisione, per temperature fino a – 10 °C occorre calcolare una potenza doppia dell’impianto, mentre fino a 0°C potrebbe essere sufficiente un 20-30% in più.
Per il dimensionamento, esistono anche vari metodi empirici. Qui a seguire semplici indicazioni per il dimensionamento di un impianto.
Il metodo è semplice: per ogni metro cubo da climatizzare occorrono 30 kcalorie/ora in riscaldamento, e 25 kcalorie/ora in raffreddamento. Ad esempio, per una stanza di dimensioni 4×5 metri ed alta 3, la capacità necessaria è di (4x5x3)x30 = (60metri cubi) x 30 = 1800 kcal/h, ovvero circa 7000 BTU in riscaldamento, e 1500 kcal/h (6000 BTU) in raffreddamento.
Oppure: indicativamente calcolare una potenza di 6.000-8.000 Btu/h (circa 2Kw) per ambienti tra i 15 e i 20 mq di superficie, di 9.000-10.000 Btu/h (circa 3Kw) per quelli tra i 20 e i 30 mq, e di 11.000-14.000 Btu/h (circa 4Kw) per locali tra i 30 e i 40 mq. (Per le conversioni vedere a fondo pagina).
Nota: questi sono calcoli di massima, usati tuttavia alla maggior parte degli addetti ai lavori per stabilire la potenza delle macchine da installare.
Si può effettuare una correzione per attualizzare il calcolo in base alle caratteristiche di finestre e pareti, e renderlo un poco più preciso, fatto salvo quanto detto ad inizio paragrafo: un metodo più complesso da seguire considerando i parametri attualizzati fornisce dati più precisi e da i risultati migliori.
Dati indicativi per condizionamento.
Carichi totali in W termici da considerare (per le conversioni vedere a fondo pagina).
Finestre esposte al sole x mq:
N-E 192
E 256
S-E 238
S 238
S-O 384
S 477
N-O 256
Altre superfici:
Finestre non esposte al sole 44
Pareti pesanti esposte al sole 16
Pareti pesanti non esposte al sole 9
Pareti esposte al sole 26
Pareti non esposte al sole 12
Pareti leggere esposte al sole 35
Pareti leggere non esposte al sole 14
Soffitto 9
Pavimento 9
Luci e apparecchi elettrici: La potenza dissipata (circa quella assorbita)
Persone presenti 116 a persona.
Volume ambiente 5 (a metro cubo)
Tabelle di conversione:
Ci si imbatte spesso in termini che rendono complicata la comprensione delle caratteristiche dei vari sistemi.
Per comodità riportiamo qui alcune tra le definizioni più comuni.
1 frigoria/h è uguale a 4 Btu/h e 1 Kcaloria equivale a 4Btu/h.
Rispetto alla potenza elettrica in watt (W), si considera che 1 W/h corrisponde a 3,4 Btu/h.
La caloria (cal.), è un’unità di misura di calore. 1 caloria è equivalente a 4,18 J, 1 KCaloria = 4185 Joule
1Kw = 860 Kcal/h.
Il Joule (J) è l’unità base dell’energia adottata dal s.m.i.
Il Watt (W) è l’unità di misura della potenza, pari ad un Joule al secondo (J/s);
Il chilowattora (kWh) misura energia o lavoro (non potenza), è pari a 1000 Watt * 3600 secondi ,ovvero a 3,6 milioni di Joule, ossia 3,6 MJ.
La BTU (British Thermal Unit) è un’altra unità di misura del calore, come la caloria; un kWh equivale a 3413 BTU.
Calcolo aumento temperatura: 1 Kilocaloria è il calore richiesto per innalzare la tempertura di 1 Kg di acqua di 1 grado.
Calore richiesto: Peso x Calore Specifico x Salto Termico.
Peso Specifico Aria = 1,2 Kg mc (20°C e a livello del mare o S.L.)
Calore specifico Acqua =1 , Aria = 0.241 , Cemento 0.16 , ferro 0.11.)
Esempio: volendo riscaldare 25 litri (corrispondenti a 25Kg) di acqua da 10°C a 50°C = 40°C salto termico x 25 Kg = 1000 Kcal. = 0,86 Kw = 3.970 BTU
Tabellina riassuntiva:
| kilowatt | kW | 1 kW = 859,84 kcal/h = 3’412,14 btu/h |
| kilocaloria all’ora | kcal/h | 1 kcal/h = 0,0012 kW = 3,97 btu/h |
| british termal unit | BTU | 1 btu = 0,00029 kW = 0,25 kcal/h |
| joule | J | 1 J = 1N·m = 0,00024 kcal = 0,00095 BTU |