Pompe di calore su impianti a radiatori: qual è la temperatura di mandata ottimale?
Gli impianti a radiatori vengono generalmente utilizzati con regimi di funzionamento che prevedono spegnimenti o attenuazioni; oltre ad essere una “abitudine” abbastanza consolidata da parte di chi conduce l’impianto, anche la legislazione attualmente vigente sembra prevedere principalmente funzionamenti discontinui. Tale modo di condurre l’impianto può però essere un fattore limitante circa l’utilizzo di una pompa di calore: analizziamone il motivo e valutiamo la possibilità di utilizzare l’impianto in maniera differente.
NORMA E DEROGHE
A livello legislativo i limiti di esercizio degli impianti termici per la climatizzazione invernale sono definiti dal DPR n. 74/2013, art. 4 comma 2.
Ad esempio, per la per la zona climatica E è previsto un funzionamento limitato a 14 ore giornaliere dal 15 ottobre al 15 aprile: molti impianti centralizzati tengono quindi conto di quanto previsto dal DPR. n. 74, mentre per quanto riguarda gli impianti autonomi è quasi sempre il proprietario a decidere l’attivazione dell’impianto.
Al punto 6 del DPR. n. 74 sono previste alcune eccezioni alla conduzione discontinua dell’impianto. Può esistere la possibilità di andare in deroga alla durata di attivazione giornaliera dell’impianto sia per impianti centralizzati che per impianti autonomi: in alcuni casi è quindi possibile adottare un funzionamento in continuo dell’impianto (ad esempio 20°C interni regolati 24h/24h) o un regime caratterizzato da una lieve attenuazione notturna.
I VANTAGGI DEL FUNZIONAMENTO CONTINUO DELL’IMPIANTO
Facendo lavorare l’impianto termico con un regime continuo, potremo soddisfare il carico energetico in riscaldamento con potenze emesse da parte dei radiatori più basse. L’energia ceduta dai radiatori in ambiente è infatti pari al prodotto fra la potenza emessa (kW) ed il tempo di funzionamento (h). Aumentando il numero di ore di funzionamento dell’impianto potremo ottenere lo stesso quantitativo di energia richiedendo ai radiatori una potenza inferiore.
La potenza emessa da un radiatore dipende dal ΔT lato aria, che è pari alla differenza fra la sua temperatura media e la temperatura dell’ambiente in cui è installato. La temperatura media è a sua volta pari alla differenza fra la temperatura di mandata e quella di ritorno. Possiamo quindi limitare la potenza dei radiatori riducendo la temperatura di mandata. È proprio questo l’aspetto più importante per il funzionamento dell’impianto con una pompa di calore: la possibilità di soddisfare il carico energetico con temperature di mandata basse pur lavorando con un impianto a radiatori. Questa valutazione può essere compiuta anche grazie ai software di progettazione energetica che utilizzano il calcolo mensile secondo le UNI TS 11300 come EC700 – Calcolo delle prestazioni energetiche degli edifici: in questo caso, è fondamentale introdurre nel software di calcolo le reali caratteristiche del sistema edificio impianto, ponendo particolare attenzione anche rilievo della reale potenza installata dei corpi scaldanti (cfr. Pompa di calore con impianto a radiatori: 3 verifiche indispensabili per valutarne la fattibilità).
Fig. 1 – Temperatura di mandata, media e di ritorno, in funzione della temperatura esterna, per un impianto a radiatori funzionante per 14 ore al giorno. Da notare come al di sotto dei 5°C esterni venga richiesta una temperatura media di mandata superiore ai 50°C. Calcolo eseguito con il software EC700 di Edilclima.
Fig. 2 – Temperatura di mandata, media e di ritorno in funzione della temperatura esterna per un impianto a radiatori funzionante in continuo. Da notare come la temperatura media di mandata rimanga ben al di sotto dei 50°C anche con temperature esterne inferiori ai 5°C. Calcolo eseguito con il software EC700 di Edilclima.
LE ABITUDINI DEL COMMITTENTE
Naturalmente, in questo scenario, è fondamentale illustrare al committente i vantaggi del funzionamento in continuo dell’impianto: il progettista dovrà spiegare che anche se i radiatori risulteranno meno “caldi” rispetto al funzionamento discontinuo saranno comunque in grado di soddisfare il fabbisogno energetico richiesto dalla propria abitazione. Lo faranno inoltre in maniera più confortevole, riducendo la movimentazione dell’aria per convenzione ed in modo più efficiente, riducendo le dispersioni fra la parete posta dietro al radiatore e l’ambiente esterno. Ma soprattutto, richiederanno alla pompa di calore delle temperature di mandata compatibili con un suo funzionamento efficiente.
E SE LE TEMPERATURE DI MANDATA SONO TROPPO ALTE?
Non tutti gli impianti esistenti potrebbero essere adatti a lavorare con una pompa di calore: se le temperature di mandata, calcolate o riscontrate nella pratica, rimangono troppo alte nonostante l’aumento di ore di funzionamento, non è consigliabile procedere con l’opzione della pompa di calore!
Per ovviare a una situazione simile sono necessari ulteriori interventi quali la sostituzione dei radiatori esistenti con nuovi corpi scaldanti di dimensioni maggiori e quindi più potenti oppure, con un’operazione più impegnativa ma sicuramente più efficace, la realizzazione di interventi sull’involucro disperdente per migliorarne l’isolamento (riducendo non solo la temperatura di mandata ma anche la domanda energetica in riscaldamento dell’edificio).
Solo una volta verificato che l’impianto a radiatori, pur lavorando con temperature di mandata ridotte, è in grado di soddisfare il carico termico dell’unità immobiliare sarà possibile procedere con la scelta della taglia della macchina e quindi con il suo dimensionamento.