Pompa di calore con impianto a radiatori: 3 verifiche indispensabili per valutarne la fattibilità
I temi legati alla riduzione dei consumi e le problematiche relative all’approvvigionamento di fonti energetiche stanno rendendo urgente e prioritario l’abbandono dell’utilizzo del gas metano negli edifici residenziali.
Se nel caso di edifici in nuova costruzione è possibile raggiungere l’obiettivo di utilizzare l’energia elettrica come unica fonte energetica senza particolari difficoltà ricorrendo alle pompe di calore, nel caso della riqualificazione di edifici esistenti la sfida è sicuramente più complessa.
È possibile inserire una pompa di calore in un edificio dotato di radiatori? Dipende, non tutti gli impianti sono adatti a questo tipo di tecnologia.
Ecco quindi 3 verifiche da eseguire in fase di rilievo dell’edificio fondamentali per valutare la fattibilità dell’intervento.
1 – SPAZI IDONEI PER UNITÀ ESTERNA E INTERNA
Una pompa di calore necessita innanzitutto di spazi adeguati: il posizionamento dell’unità esterna, che in funzione di tipologia e taglia del prodotto può avere dimensioni non trascurabili, richiede la presenza di un’area dedicata all’esterno dell’abitazione che non in tutti i contesti è presente, come nel caso di condomini dotati di impianti autonomi.
Approfondisci questo aspetto di possibile criticità delle pompe di calore nell’articolo Pompe di calore: 3 benefici e 3 criticità.
2 – VALUTAZIONE DELLA RETE DI DISTRIBUZIONE E DELLA TERMOREGOLAZIONE
Un passaggio molto importante è l’analisi della rete di distribuzione esistente e di come questa si interfaccia con il sottosistema di generazione.
La rete di distribuzione deve consentire un corretto funzionamento della pompa di calore: nel caso di tubazioni vetuste o di dimensioni troppo piccole potrebbe essere necessario realizzare una nuova rete, aggiungendo complessità all’intervento.
Anche la tipologia di distribuzione è una variabile importante: se nel caso di distribuzioni a collettori non sussistono particolari problemi, per le distribuzioni monotubo occorre qualche accorgimento in più. Le distribuzioni monotubo richiedono generalmente temperature di mandata maggiori, condizione di funzionamento meno vantaggiosa per una pompa di calore.
L’impianto deve inoltre essere dotato di dispositivi adatti alla sua termoregolazione. Le valvole termostatiche, che consentono di ottenere una rapida e precisa regolazione della temperatura per singolo ambiente, unite a una sonda climatica esterna possono far lavorare la pompa di calore con temperature di mandata variabili in funzione della temperatura esterna. Questa tipologia di termoregolazione può essere utilizzata, ad esempio, in un impianto centralizzato a due tubi.
Su un impianto autonomo a collettori, invece, è possibile aggiungere anche un cronotermostato di zona tramite il quale sarà possibile definire comodamente anche la modalità di funzionamento dell’impianto.
Queste tecnologie rappresentano gli elementi basilari per una termoregolazione semplice, efficiente e confortevole dell’impianto.
3 – VALUTAZIONE DELLA POTENZA DEI RADIATORI
In fase di sopralluogo occorre valutare se l’impianto a radiatori esistente dispone di una potenza sufficiente per garantire il raggiungimento delle condizioni di comfort; a differenza di una caldaia infatti, la pompa di calore presenta dei limiti circa la sua temperatura di mandata di progetto.
Le pompe di calore, di norma, non superano la temperatura di mandata massima di 50/55°C; sebbene questo limite potrebbe non valere per le pompe di calore “ad alta temperatura”, che utilizzano come fluido refrigerante il propano (R290), anche per queste ultime non è consigliabile prevedere funzionamenti ad alta temperatura per periodi prolungati, salvo penalizzare l’efficienza della macchina.
Per valutare correttamente l’adeguatezza della potenza dell’impianto si può procedere con due approcci differenti, lo stress test dell’impianto oppure con il rilievo della potenza installata e simulazione energetica.
STRESS TEST DELL’IMPIANTO
Lo stress test consiste nell’impostare una temperatura di mandata massima della caldaia pari a 55°C o ancora meglio 50°C e verificare se anche nelle più rigide giornate invernali l’impianto a radiatori riesce a soddisfare le condizioni di comfort (ad esempio 20 °C interni): se il test dà esito positivo l’impianto sarà di conseguenza in grado di lavorare in maniera soddisfacente anche con una pompa di calore.
In alcuni casi, per raggiungere tale risultato, potrebbe essere necessario aumentare le ore di funzionamento dell’impianto, magari lasciandolo in funzione anche quando il committente è fuori casa con implicazioni sulle abitudini del committente.
RILIEVO DELLA POTENZA INSTALLATA E SIMULAZIONE ENERGETICA
Nel caso in cui non sia possibile eseguire uno stress test dell’impianto, si può fare affidamento sui software di calcolo dedicati alle simulazioni energetiche. Modellando il sistema edificio-impianto e inserendo la reale potenza dei radiatori è possibile determinare se la temperatura di mandata potrà essere compatibile con l’utilizzo di una pompa di calore tramite il calcolo energetico: EC700 – Calcolo delle prestazioni energetiche degli edifici è progettato per rispondere anche a queste particolari esigenze.
Per procedere con la simulazione energetica occorre innanzitutto compiere il rilievo dimensionale dei radiatori presenti durante il sopralluogo dell’edificio: inserendo nel software le dimensioni dei radiatori e selezionando la tipologia dall’apposita tabella della norma UNI 10200:2018, sarà possibile determinare la potenza del corpo scaldante riferita ad un ΔT lato aria pari a 60°C.
Dettaglio di calcolo della potenza dei radiatori eseguito dal software EC700 – Calcolo delle prestazioni energetiche degli edifici
Occorre pertanto ricalcolare la potenza del radiatore emessa quando viene alimentato da una pompa di calore.
Ipotizziamo una temperatura massima di mandata pari a 50°C con un ΔTacqua pari a 10°C: in questa situazione il ΔTaria sarà pari a 25°C, con una riduzione della potenza massima emessa pari al 68% in meno rispetto al funzionamento a ΔTaria 60°C.
La potenza così calcolata sarà sufficiente per garantire le condizioni di comfort interno? Il calcolo energetico può dare risposta a questa domanda. Introducendo infatti la reale potenza dei radiatori e considerando la modalità di funzionamento dell’impianto, sarà possibile determinare le temperature a cui dovrà lavorare l’impianto e l’effettiva copertura del carico energetico.