Le pompe di calore rappresentano una soluzione efficace ed efficiente per il riscaldamento e il raffrescamento degli ambienti, ma un dimensionamento impreciso può compromettere le prestazioni e aumentare i costi operativi.

Per dimensionamento si intende la definizione della potenza della pompa di calore misurata in kW, e, per poterla calcolare esattamente, occorre avere a disposizione una serie di dati fondamentali.

Un impianto studiato appositamente per un edificio potrebbe risultare sottodimensionato per un altro - non riuscendo a riscaldare/raffrescare correttamente l'ambiente - o sovradimensionato, causando uno spreco di energia e un aumento dei consumi in bolletta.

In questa guida, esploreremo approfonditamente il processo di dimensionamento delle pompe di calore, fornendo una panoramica completa su come valutare con precisione la potenza necessaria e quali aspetti considerare per ottenere risultati ottimali.

Le pompe di calore sono disponibili in diverse taglie, con potenze che variano da pochi kW a decine di kW.

La potenza termica nominale rappresenta la capacità di riscaldamento o raffreddamento di una pompa di calore in condizioni standard.

Si tratta quindi di un parametro molto comune per valutare le prestazioni di una pompa di calore, poichè permette di paragonare facilmente modelli diversi.

La potenza termica necessaria per una pompa di calore è determinata da diversi fattori che riguardano sia le caratteristiche dell’edificio che le condizioni ambientali circostanti.

Tra questi è fondamentale citare:

• Isolamento termico: l'efficacia dell'isolamento termico dell'edificio influisce direttamente sulla quantità di calore da fornire o rimuovere. Il livello di coibentazione delle pareti, il numero di finestre o vetrate e la tipologia di infissi, per esempio, hanno un impatto sulla capacità dell’edificio di mantenere la temperatura desiderata.
• Dimensioni dell'ambiente: la superficie e il volume dell'ambiente influenzano la quantità di calore necessaria per mantenere una temperatura confortevole.
• Esposizione solare: la quantità di luce solare che entra nell'ambiente, così come l’esposizione ad altri agenti atmosferici, può influenzare il carico termico necessario.
• Condizioni climatiche: il clima locale, comprese le temperature esterne medie e le variazioni stagionali, devono essere considerate. L'Italia si divide in sei zone climatiche, identificate dalle lettere da A a F. La zona A raggruppa i comuni più caldi, fino a scendere via via alla zona F dove troviamo quelli più freddi. Le tabelle delle zone climatiche, elencate per i vari comuni del territorio italiano, sono reperibili sul sito dell’Enea.
• Uso dell'ambiente: l'uso dell'ambiente, per esempio se è un'abitazione residenziale o un edificio commerciale, può influenzare il carico termico.

Tutti questi parametri determinano il cosiddetto carico termico o fabbisogno termico dell’edificio: si tratta di un valore fondamentale per procedere al calcolo dei Kw necessari e per valutare quale sistema sia più adatto alla propria abitazione.

Per procedere al calcolo, è fondamentale disporre dei seguenti dati.

Questo valore rappresenta la differenza tra gli apporti termici gratuiti all’abitazione e la dispersione di calore che avviene durante il periodo di riscaldamento. Per calcolarlo sono due i valori considerare, reperibili solitamente nella documentazione tecnica dell’edificio:

• Il fabbisogno annuo di energia termica (indicato in kWh/m² all’anno)
• Superficie utile in m²

Se l’edificio in questione dispone di un Attestato di Prestazione Energetica (APE) è possibile prelevare il valore del fabbisogno annuo di energia termica in corrispondenza della voce EPH,nd.

Fac-simile Attestato di Prestazione Energetica (APE). Fonte: certificato-energetico.it

Laddove, invece, si tratti di un edificio di epoca meno recente, l’Attestato di Certificazione Energetica (ACE), individua il fabbisogno annuo di energia termica in corrispondenza della voce “Climatizzazione invernale ETH” mentre la superficie in corrispondenza della voce “superficie utile”.

Avendo a disposizione questi elementi è possibile applicare la seguente formula:

Rimane tuttavia necessario il coinvolgimento di un tecnico specializzato o di un installatore esperto per garantire un calcolo accurato.

Indicano la differenza tra la temperatura giornaliera dell’ambiente e la temperatura dell’abitazione (convenzionalmente fissata a 20°C). In sostanza, un basso indice GG indica le aree più calde, dove le temperature esterne si avvicinano a 20°C. Al contrario, un alto indice GG identifica le zone con ampie variazioni giornaliere rispetto ai 20°C dell'abitazione, indicando un clima più freddo. Si tratta di un'informazione facilmente reperibile online indicando la località di interesse.

Fonte dati tabella: Normattiva.it

Indica il valore minimo delle medie delle decadi annuali più fredde registrate nella località. Anche in questo caso, è possibile raccogliere questo tipo di informazioni online, ricercando la zona geografica interessata.

Fonte dati tabella: www.uni.com, Ente Nazionale di Formazione.

Al fine di contenere l’inquinamento atmosferico, sono state stabilite delle normative che regolano il limite massimo di ore in cui è consentito utilizzare il riscaldamento in base alla zona climatica di appartenenza.

Fonte dati tabella: www.gazzettaufficiale.it, Gazzetta Ufficiale, Decreto del Presidente della Repubblica 16 aprile 2013, n. 74

Avendo a disposizione tutti gli elementi indicati nel paragrafo precedente, è possibile applicare la seguente formula per calcolare la potenza termica della pompa di calore:

L’applicazione di questa formula determina la potenza approssimativa che la pompa di calore dovrebbe avere per garantire una temperatura confortevole anche in base all'edificio e alla zona climatica in cui è situato.

Un calcolo preciso, tuttavia, richiede un sopralluogo condotto da un tecnico specializzato, in grado di valutare tutte le variabili coinvolte.

Per una valutazione approssimativa e indicativa, è possibile prendere in considerazione anche esclusivamente le dimensioni della stanza.

La superficie in metri quadri va moltiplicata per un coefficiente di coibentazione che varia a seconda del livello di isolamento dell'edificio:

• 0,04 kW/m² per buona coibentazione (nuovi edifici)
• 0,11 kW/m² per scarsa coibentazione (vecchi edifici)

Ciò significa, ad esempio, che per un appartamento di 100 mq e un coefficiente di coibentazione medio , la pompa di calore dovrà avere una potenza termica di 7 kW (100 x 0,07). Si tratta, ovviamente, di un’approssimazione a titolo di esempio; ogni casistica ha bisogno di valutazioni specifiche e di una consulenza tecnica dedicata.

In linea puramente teorica, siamo quindi in grado di fornire delle indicazioni di massima relativamente alle dimensioni di una pompa di calore a seconda della metratura degli edifici con coibentazione medio-alta.

• Superficie fino a 80 m²: pompa di calore da 4-6 kW
• Superficie da 80 a 120 m²: pompa di calore da 6-8 kW
• Superficie da 120 a 160 m²: pompa di calore da 8-10 kW
• Superficie oltre 160 m²: pompa di calore da 10 kW o superiore

Rimane tuttavia necessario il coinvolgimento di tecnici specializzati per procedere alla scelta della pompa di calore più adatta alle caratteristiche dell’edificio e alla zona climatica in cui è ubicato.

Da sottolineare, inoltre, che in aggiunta alla potenza della pompa di calore, è importante considerare la dimensione delle tubazioni. Anche le tubazioni, infatti, dovrebbero essere dimensionate correttamente per garantire un flusso ottimale di acqua e massimizzare l'efficienza del sistema.

Tubazioni di diametro errato, infatti, possono causare:

• Perdite di carico: riducono l'efficienza e la portata del fluido.
• Rumorosità: generata dal flusso turbolento del fluido.
• Erosioni e corrosioni: danneggiano le tubazioni nel tempo.

Al fine, quindi, di evitare tali problematiche è bene considerare una serie di fattori, tra cui:

• Potenza della pompa di calore: determina la portata e la temperatura del fluido.
• Tipologia di impianto: a pavimento, radiatori, fan coil.
• Lunghezza e percorso delle tubazioni: influenzano le perdite di carico.
• Materiale delle tubazioni: rame, plastica, acciaio.
• Dislivelli tra le unità interna ed esterna.

Un installatore esperto sarà in grado di consigliare il cliente ai fini di un dimensionamento appropriato e una corretta installazione delle tubature, facendo riferimento anche alle vigenti norme

L’installazione della pompa di calore giusta e di tutti i suoi componenti determinerà il grado di efficienza di quest’ultima (COP).

Il COP (coefficiente di prestazione) indica il rapporto fra l’energia termica fornita all’ambiente da climatizzare e l’energia elettrica impiegata in entrata: più il COP è alto e più la macchina è efficiente, il che si traduce in un basso consumo.

A parità di potenza termica nominale, infatti, le pompe di calore possono avere COP differenti, che andranno a determinarne le prestazioni e la convenienza.

Alla luce dei diversi elementi appena esaminati, appare evidente che il dimensionamento accurato delle pompe di calore è fondamentale per garantire prestazioni ottimali e ridurre i costi operativi.

Al fine di ottenere un risultato sicuro e vantaggioso sotto il profilo dei costi e della resa - è necessario rivolgersi ad un tecnico installatore specializzato nel settore. Vaillant offre assistenza tecnica ai massimi livelli, indirizzandovi nella scelta dell'impianto di climatizzazione più adatto alle vostre esigenze.

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