Scegliere la dimensione della pompa di calore vuol dire individuare la giusta taglia in kW per la tua casa. Un elemento cruciale per un riscaldamento efficiente ed economico.
Indice:
- Il “dilemma” del dimensionamento corretto
- Dimensionamento pompa di calore: cosa significa
- Le differenze tra pompa di calore e caldaia
- Conoscere il fabbisogno termico dell’abitazione
- Come si ottiene il fabbisogno termico
- Come si calcola la potenza termica della pompa di calore
- La formula per il dimensionamento della pompa di calore
- Quanti kW servono per una pompa di calore in una casa di 100 mq?
- Dimensionamento pompa di calore non corretto: i problemi comuni
- Per il dimensionamento della pompa di vuole il termotecnico
Il “dilemma” del dimensionamento corretto
L’installazione di una pompa di calore idronica per il riscaldamento invernale, la produzione di acqua calda sanitaria ed (eventualmente) il raffrescamento estivo è una scelta di risparmio energetico e di sostenibilità ambientale.
Si tratta del generatore di calore più efficiente oggi disponibile e per il suo funzionamento sfrutta energia termica rinnovabile presente in natura.
Tuttavia, un dimensionamento non corretto del sistema rispetto alle esigenze può causare problemi e deludere le aspettative del proprietario di casa, che si aspetta sia comfort che risparmio.
Le variabili da prendere in considerazione nella scelta del modello giusto di pompa di calore sono numerose. Il suo dimensionamento in base alle caratteristiche dell’abitazione è l’elemento più importante per progettare un impianto davvero “su misura” e va deciso con molta attenzione perché altrimenti si rischia di installare un sistema con prestazioni scarse e un consumo elevato. Qui vi spieghiamo come viene scelta la giusta dimensione della pompa di calore per un funzionamento in riscaldamento efficiente ed economico. 
Dimensionamento pompa di calore: cosa significa
Il dimensionamento di una pompa di calore (come quello di una caldaia a gas a condensazione) si riferisce alla sua potenza termica espressa in kW (chilowatt) e indica la capacità che possiede il sistema di generare calore.
Tecnicamente, per le pompe di calore è più corretto parlare di “potenza termica nominale” che indica la potenza massima in determinate condizioni standard che equivalgono, per l’inverno, a una temperatura esterna di 7°C e a una temperatura dell’acqua di mandata di 35 °C (viene indicato con A7 W35). Queste condizioni ovviamente variano durante l’anno, quindi varia anche la potenza effettivamente erogata dalla pompa di calore.
Una determinata taglia in kW di pompa di calore può essere idonea per un’abitazione ma potrebbe rivelarsi decisamente sbagliata per un’altra:
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una pompa di calore più potente del necessario causa un’inutile spesa aggiuntiva iniziale e può compromettere il suo rendimento, causando elevati costi in bolletta;
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un modello di pompa di calore sottodimensionato rispetto alle esigenze non riesce a soddisfare le necessità di riscaldamento.
Le differenze tra pompa di calore e caldaia
Le caldaie domestiche hanno potenze che variano da 24 kW fino a 35 kW, mentre le pompe di calore di taglia residenziale hanno potenze decisamente inferiori, normalmente da 4 kW a 16 kW. Come si vede, le possibilità di scelta sono abbastanza ampie e non bisogna sbagliare.
Questo è possibile grazie alle caratteristiche delle pompe di calore che producono acqua a temperatura più bassa e sfruttano una quota parte di energia termica rinnovabile già presente nell'ambiente esterno.
Le caldaie a gas, inoltre, scaldano generalmente l’acqua calda sanitaria (ACS) in modo istantaneo e per questo necessitano di una potenza supplementare, superiore a quella del fabbisogno termico per il riscaldamento. Le pompe di calore, invece, utilizzano per l’ACS un accumulo termico che necessita di una potenza decisamente inferiore rispetto alla produzione istantanea.
Conoscere il fabbisogno termico dell’abitazione
Il fabbisogno annuo di energia termica è l’elemento principale che serve per stabilire il dimensionamento della pompa di calore da installare, sia nel caso di nuova costruzione che in quello di una riqualificazione dove si intende sostituire l’impianto di riscaldamento.
Il fabbisogno si misura in kWh/m2 all’anno e per avere il fabbisogno annuo di energia complessivo basta moltiplicare questo valore per la superficie netta riscaldata dell’abitazione.
Da cosa dipende il fabbisogno termico?
Da alcuni elementi fondamentali che il progettista deve misurare per poi decidere i kW necessari della pompa di calore. Essenzialmente, si tratta di capire quanta energia serve per garantire il comfort anche nei giorni più freddi dell’anno, apportando una quantità di calore sufficiente per compensare le dispersioni che avvengono attraverso l’involucro edilizio.
Il fabbisogno termico in kWh/m2/anno è riportato anche nel certificato chiamato Attestato di Prestazione Energetica (APE) di un’abitazione: può rappresentare un punto di partenza, ma per ottenere un dato davvero attendibile è consigliabile fare calcoli più precisi.
Come si ottiene il fabbisogno termico
Gli elementi necessari per calcolare il fabbisogno annuo di energia termica dell’edificio e, di conseguenza, il dimensionamento della pompa di calore più idonea sono:
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zona climatica dell’edificio (in Italia esistono 6 zone climatiche, dalla A delle località più calde alla F di quelle più fredde);
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livello di trasmittanza termica dell’involucro edilizio da cui dipendono le dispersioni di calore per trasmissione (livello di isolamento di muri perimetrali, tetto, pavimento e dei serramenti);
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tasso di ricambio dell’aria per valutare le dispersioni termiche che avvengono con l’apertura delle finestre o a causa delle infiltrazioni a serramenti chiusi. Qui contano anche le abitudini personali;
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temperatura interna desiderata (da progetto viene calcolata una temperatura di 20°C);
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inerzia dell’edificio (la sua capacità di accumulare calore);
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orientamento dell’edificio (se esposto a sud riceve più apporti solari) e forma geometrica, da cui dipendono le dimensioni della superficie disperdente rispetto alla superficie in pianta (un edificio stretto e lungo avrà una superficie disperdente maggiore rispetto ad uno di forma cubica).
L’obiettivo di un corretto dimensionamento della pompa di calore è soddisfare il fabbisogno di riscaldamento nel modo più efficiente ed economico possibile, individuando la pompa di calore di potenza minore ammissibile per consentire alla macchina di lavorare più tempo possibile sfruttando la capacità di modulazione. In questo modo si evitano continue accensioni e spegnimenti che comportano un maggiore dispendio energetico.
Potenza pompa di calore: come si calcola
I principali fattori con cui viene individuata la taglia corretta in kW di una pompa di calore sono:
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fabbisogno termico in kW/m2/anno;
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superficie netta dell’edificio da riscaldare;
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gradi giorno (GG) della zona climatica che calcolano, per tutta la stagione di riscaldamento, la somma delle differenze giornaliere tra la temperatura interna dell'ambiente, convenzionalmente fissata a 20°C, e la temperatura media esterna giornaliera; a zone climatiche più fredde corrispondono valori di gradi giorno più alti (i dati sono ufficiali e sono disponibili per ogni località);
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temperatura esterna minima di progetto, basata sul valore minimo delle medie delle decadi annuali più fredde della specifica località;
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ore giorno di riscaldamento, ossia le ore di funzionamento dell’impianto in tutta la stagione, a seconda della zona geografica.
Oltre a tutti i parametri che riguardano l’edificio, è poi necessario tenere conto della potenza necessaria per la produzione di acqua calda sanitaria. Nel caso delle pompe di calore, però, il lavoro del sistema per mantenere in temperatura l’accumulo avviene in modo differito rispetto al riscaldamento, per cui questo valore incide di meno rispetto al caso di una caldaia.
La formula per il dimensionamento della pompa di calore
Il calcolo per determinare correttamente la potenza della pompa di calore da installare per ottenere il comfort termico nell’abitazione tiene conto di tutte le variabili descritte in precedenza e si basa sulla seguente formula:
Potenza termica (kW) = fabbisogno termico * (20 °C - temperatura minima di progetto) / gradi giorno / ore giorno di riscaldamento
Precisiamo che si tratta comunque di un calcolo orientativo, anche se tiene conto di tutte le variabili importanti. Un esperto termotecnico, in seguito a un sopralluogo dell’edificio, sarà in grado di eseguire valutazioni più precise.
Ad esempio, nel caso di sostituzione di una caldaia con una pompa di calore, una volta che si è calcolata la potenza termica corretta in fase di progetto, bisognerà verificare che la temperatura dell’acqua di mandata dell’impianto, tipicamente più bassa nel caso della pompa di calore, sia compatibile con l’utilizzo dei termosifoni esistenti per garantire il comfort termico.
Quanti kW servono per una pompa di calore in una casa di 100 mq?
Una delle domande più comuni che ti possono venire in mente nel momento in cui decidi di installare una pompa di calore è quanti kW servono per la tua casa.
Come abbiamo visto, questo valore va valutato in base a tutte le specifiche del caso ed è un compito abbastanza complesso, ma è possibile stimare a titolo orientativo la potenza termica necessaria per il riscaldamento di un’abitazione in base alla sua superficie e considerando, ad esempio, un isolamento dell’involucro medio e una zona climatica “media”.
Sulla base di questo, possiamo stimare che per un'abitazione di 100 mq una pompa di calore da 6 kW potrebbe essere adeguata. Per una casa più grande, diciamo sui 150 mq, sarebbe più indicata una pompa di calore da 8-10 kW, o anche più potente. In ogni caso, per edifici nuovi o che hanno subito una riqualificazione energetica, per le medesime metrature questi valori possono essere ridotti in modo significativo.
Dimensionamento pompa di calore non corretto: i problemi comuni
Un dimensionamento non corretto significa che la pompa di calore è troppo “piccola” in termini di kW oppure è troppo grande rispetto alle caratteristiche dell’abitazione.
Partiamo dal caso del sovradimensionamento. Si può pensare che un sistema più potente del necessario non possa mai costituire un problema pratico, ma in questo caso non è così.
A parte la spesa iniziale che risulta (inutilmente) più alta, infatti, crescono anche i consumi e le bollette della luce. La pompa di calore più potente, infatti, raggiungerà rapidamente la temperatura impostata e andrà incontro a cicli di accensione e spegnimento frequenti: proprio quello che la pompa di calore non deve fare per ottimizzare la sua efficienza. Una pompa di calore inutilmente grande assorbe più corrente elettrica rispetto a una più piccola: se non si fa attenzione a richiedere la giusta taglia del contatore elettrico al fornitore di energia, si rischia di superare il livello di potenza elettrica ammissibile al contatore con fastidiose interruzioni di servizio.
Un sottodimensionamento troppo marcato del generatore di calore, invece, penalizza prima di tutto il comfort perché non si riesce a raggiungere la temperatura desiderata in casa. Inoltre, non abbatte comunque i consumi, perché il sistema funzionerà per periodi molto lunghi alla massima potenza, causando anche riduzione della vita utile dell’impianto che si usurerà più velocemente.
La strategia da perseguire nel dimensionamento pompa di calore per applicazioni di riscaldamento è un "sottodimensionamento moderato", così da ottimizzarne il funzionamento nella maggior parte della durata della stagione di riscaldamento, ed accettare eventualmente una esigua integrazione termica (es: resistenza elettrica che in molti casi è di serie sulle pompe di calore) nei brevi periodi di fabbisogno di picco.
Per il dimensionamento della pompa ci vuole il termotecnico
Con questo approfondimento speriamo di avervi convinto dell’importanza del corretto dimensionamento della pompa di calore.
Il “fai-da-te”, oppure l’affidarsi a personale non esperto, in questo caso è davvero rischioso, anche considerando che la spesa per installare un impianto a pompa di calore non è indifferente e che intervenire a posteriori con qualche aggiustamento in questo caso non è possibile.
È necessario che l’impianto sia concepito e realizzato “su misura” e questo significa che bisogna far fare il progetto a un esperto progettista termotecnico.
Solo questi professionisti hanno le competenze tecniche, le conoscenze della normativa e la visione di insieme necessaria a progettare e far funzionare bene il vostro impianto di riscaldamento.
Mettiti in contatto con un progettista specializzato della rete di professionisti Viessmann Professional Network per una consulenza dedicata ed evitare brutte sorprese.
