POMPE DI CALORE E ACQUA CALDA SANITARIA
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- POMPE DI CALORE E ACQUA CALDA SANITARIA
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- CALCOLO ENERGIA RINNOVABILE PER PDC
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Già in alcuni articoli disponibili sul nostro blog abbiamo presentato come affrontare l’argomento della produzione di acqua calda sanitaria (ACS) con pompe di calore ad assorbimento.
La particolarità nella produzione di acqua calda sanitaria con pompe di calore nasce per il fatto che, a differenza di una caldaia, le pompe di calore hanno dei limiti sulle temperature massime, limiti stringenti nel caso delle pompe di calore elettriche (tipicamente 50°C come massima temperatura di mandata), che per le unità ad assorbimento a gas sono decisamente più ampi, ma non oltrepassano comunque i 70°C.
Quindi non si può, come nel caso delle caldaie, sfruttare un accumulo di piccole dimensioni progettato per stoccaggio ad alta temperatura, ma bisogna orientarsi su soluzioni di accumulo a medio-bassa temperatura, eventualmente integrabili con altre soluzioni.
Per dare la prospettiva corretta al problema, va considerato che a livello europeo in media solo il 9% del consumo energetico di un’abitazione è dovuto al servizio di produzione ACS. Quindi anche nel caso di impiego di una pompa di calore o di analoghe forme di sfruttamento energetico ad alta efficienza, il margine di risparmio è normalmente molto più ridotto rispetto a quanto avviene ad esempio per il servizio di riscaldamento.
In funzione del fabbisogno di acqua calda sanitaria (determinato secondo quanto previsto dalla norma UNI TS 11300-2 o da analoga normativa di riferimento nazionale o locale) va determinata la potenza da dedicare a questo specifico servizio. Qualora la potenza necessaria fosse inferiore ai 20 kW, l’installazione di una pompa di calore e del relativo bollitore ad accumulo per questo servizio risulta poco giustificabile dal punto di vista energetico e del ritorno sui costi di investimento.
Il consiglio in questo caso è quindi di prevedere due sistemi assolutamente indipendenti per il riscaldamento/climatizzazione e per la produzione di acqua calda sanitaria, con la possibilità di utilizzare per quest’ultimo servizio uno scaldabagno di tipo istantaneo (per approfondimenti su tali prodotti contatta direttamente il Servizio Pre Vendita ROBUR), senza quindi la necessità di allestire un bollitore ad accumulo (potendo sfruttare anche la possibilità di evitare la canna fumaria nel caso di installazione esterna dell’apparecchio, qualora questo sia reso possibile dai regolamenti locali).
Per potenza superiore ai 20 kW può essere interessante dal punto di vista economico allestire un sistema con un accumulo opportunamente dimensionato (sempre in funzione della potenza richiesta e dei fabbisogni dell’utenza, senza trascurare il fatto che le pompe di calore hanno delle esigenze specifiche per quanto attiene le superfici minime di scambio, in modo da trasmettere una potenza sufficiente anche a temperature inferiori), al quale affiancare eventualmente o un altro scaldabagno o una caldaia a condensazione che possa funzionare alternativamente o sul servizio riscaldamento (per integrazione di potenza) o sul servizio ACS (per il servizio antilegionella o per innalzare la temperatura dell’accumulo rispetto a quanto raggiungibile con le sole pompe di calore). In questo modo tutte le volte che le unità sono attive per il servizio riscaldamento può essere sfruttata la stessa produzione di acqua calda anche per il preriscaldo dell’ACS, riducendo il contributo dello scaldabagno o della caldaia di integrazione.
Nel caso dell’impiego di refrigeratori ad assorbimento con recupero estivo di calore GA ACF HR sarà possibile sfruttare tale calore gratuito per svolgere lo stesso servizio di preriscaldo, sempre associato ad un bollitore, durante il periodo di funzionamento del refrigeratore stesso (attenzione, non è possibile attivare il refrigeratore in funzione del bisogno di preriscaldo, come invece succede per le unità GAHP), potendo sfruttare comunque per il preriscaldo le unità destinate alla produzione di caldo nel periodo invernale e anche la caldaia di integrazione, secondo la logica già descritta.
NOTE:
- Attenersi sempre alle normative locali o nazionali in vigore per lo specifico caso in esame.
- Nell’ottica del miglioramento continuo che da sempre guida la filosofia aziendale ogni contributo o suggerimento volto al miglioramento di questo documento è benvenuto e può essere indirizzato ai nostri specialisti.
- Tutte le parole che figurano sottolineate sono collegamenti ad altri contenuti, che non saranno quindi disponibili qualora il documento venga stampato.
- I presenti contenuti hanno carattere di indicazione tecnica. Non sono quindi da intendersi quali indicazioni esecutive e in nessun caso Robur S.p.A. potrà essere responsabile qualora queste indicazioni siano adottate senza il previo parere favorevole di un progettista abilitato, su cui ricade per legge la responsabilità delle scelte progettuali.
La temperatura massima raggiungibile dalle unità destinate alla produzione di acqua calda è evidenziata nella tabella sottostante.
| Unità di misura | GAHP-A | GAHP-AR | GAHP-GS | GAHP-WS | AY | |||
| HT | LT | HT | LT | |||||
| Temperatura massima mandata | °C | 65 | 55 | 60 | 65 | 55 | 65 | 80 |
| Temperatura massima ritorno | °C | 55 | 45 | 50 | 55 | 45 | 55 | 75 |
Il setpoint richiesto può essere impostato o sulla temperatura di mandata o su quella di ritorno, e di queste è quella di ritorno che determina la condizione di termostatazione limite sulla macchina, e quindi l’impossibilità di proseguire il servizio di riscaldamento o di produzione dell’acqua calda sanitaria fino a quando la temperatura non scenda nuovamente sotto tale massimo.
È quindi particolarmente importante che l’impianto garantisca per quanto possibile che la temperatura di ritorno non superi il valore previsto, e che quindi sia in grado di garantire un sufficiente scambio termico rispetto al salto termico nominale di 10°C con cui operano le unità.
NOTA BENE:
I sistemi previsti per le soluzioni E3 (unità E3-A, E3-GS e E3-WS nelle varie versioni disponibili), pur utilizzando le medesime unità rispetto alle soluzioni PRO (GAHP-A, GAHP-GS e GAHP-WS nelle varie versioni disponibili), sono in grado di raggiungere temperature massime fino a 70°C sia per le versioni HT che per quelle LT per la sola funzione di produzione acqua calda sanitaria e solo nel caso in cui vengano gestite dal sistema di controllo Comfort Control Panel fornito a corredo della soluzione.
Nessuna pompa di calore può produrre acqua calda sanitaria in modo istantaneo, come invece avviene per le caldaie. Questo per via dei tempi tecnici di attivazione e stabilizzazione del ciclo, che anche nei casi migliori sono dell’ordine di qualche minuto.
Il funzionamento molto discontinuo proprio della produzione intermittente di acqua calda che caratterizza una produzione di tipo istantaneo sarebbe deleterio per l’efficienza e per la durata stessa dell’apparecchiatura, che verrebbe in continuazione sottoposta a cicli di accensione e spegnimento.
Per il dimensionamento degli accumuli destinati alla produzione di acqua calda sanitaria possiamo fare riferimento ai componenti disponibili sul nostro catalogo, i cui dati sono messi a nostra disposizione dal costruttore.
Particolarmente interessante è la disponibilità di bollitori con serpentini di tipo maggiorato, idonei per scambio termico con sorgenti a bassa temperatura, quali appunto le pompe di calore.
Tra i bollitori a singolo serpentino di tipo maggiorato (con possibilità di serpentina integrata aggiuntiva per eventuali pannelli solari) possiamo consigliare la serie Euromax WWM, i cui dati principali riportiamo di seguito in tabella.
Per quanto attiene la serpentina integrata per pannelli solari i dati caratteristici vengono riportati di seguito. Il modello che equipaggia i nostri bollitori forniti con questo componente aggiuntivo è il tipo SR1 (evidenziato nella figura).
Nel nostro catalogo prodotti sono presenti il modello con capacità 300 litri (codice OSRB004), il modello con capacità 500 litri (codice OSRB005), il modello sempre da 500 litri con serpentino aggiuntivo per collegamento di pannelli solari (codice OSRB006) e il modello da 750 litri con serpentino aggiuntivo per collegamento di pannelli solari (codice OSRB007).
Oltre a questi modelli, idonei per un uso più “tradizionale” dei bollitori, sono disponibili bollitori caratterizzati dalla possibilità di integrare in un singolo oggetto sia la funzione di accumulo inerziale (particolarmente utile per impianti di riscaldamento con pompe di calore in quanto ottimizza i tempi di accensione e spegnimento) che la funzione di produzione acqua calda sanitaria con scambiatore tubolare (e quindi senza incorrere nel pericolo della legionella in forza del minimo contenuto d’acqua e della produzione di tipo sostanzialmente istantaneo), con anche la possibilità di integrare altre fonti di energia rinnovabile (quali ad esempio solare e biomasse).
Di seguito vengono prospettati i dati tecnici di questa soluzione.
E’ disponibile in commercio anche un bollitore di nuova generazione in grado di fornire in un unico dispositivo sia le funzioni di separazione idraulica (e volano termico) che la funzione di produzione di acqua calda sanitaria con stratificazione a camino idraulico (anche questo in grado di evitare l’insorgere del problema legionella in forza del minimo contenuto d’acqua e della produzione di tipo sostanzialmente istantaneo), con la possibilità di integrare altre fonti di energia rinnovabile (solare e biomasse ad esempio) e di avere anche, alloggiata sul bollitore stesso, una caldaia tradizionale per integrazione al riscaldamento e produzione istantanea di ACS. Di seguito vengono presentati i principali dati tecnici.
Per eventuali approfondimenti e dettagli sui prodotti suddetti, contatta direttamente il Servizio Pre Vendita ROBUR.
Per guardare meglio l'immagine, scarica la versione in alta risoluzione (si apre in un'altra finestra e puoi ingrandirla).
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La temperatura massima raggiungibile dalle unità destinate alla produzione di acqua calda è evidenziata nella tabella sottostante:
| CARATTERISTICHE TEMPERATURA | Unità di misura | GAHP-A | GAHP-AR | GAHP-GS | GAHP-WS | AY | ||
| HT | LT | HT | LT | |||||
| Temperatura massima mandata | °C | 65 | 55 | 60 | 65 | 55 | 65 | 80 |
| Temperatura massima ritorno | °C | 55 | 45 | 50 | 55 | 45 | 55 | 75 |
La temperatura minima in ingresso alle unità destinate alla produzione di acqua calda, in condizioni di transitorio
sono ammesse temperature inferiori. Considerando il salto termico standard pari a 10 °C si espongono anche i valori della
temperatura minima di mandata.
| CARATTERISTICHE TEMPERATURA | Unità di misura | GAHP-A | GAHP-AR | GAHP-GS | GAHP-WS | AY | ||
| HT | LT | HT | LT | |||||
| Temperatura massima mandata | °C | 40 | 30 | 30 | 40 | 30 | 30 | 25 |
| Temperatura massima ritorno | °C | 30 | 20 | 20 | 30 | 20 | 20 | 20 |
Il setpoint richiesto può essere impostato o sulla temperatura di mandata o su quella di ritorno, e di queste è quella di ritorno
che determina la condizione di termostatazione limite sulla macchina, e quindi l’impossibilità di proseguire il servizio di
riscaldamento o di produzione dell’acqua calda sanitaria fino a quando la temperatura non scenda nuovamente sotto tale massimo.
È quindi particolarmente importante che l’impianto garantisca per quanto possibile che la temperatura di ritorno non superi il valore
previsto, e che quindi sia in grado di garantire un sufficiente scambio termico rispetto al salto termico di 10°C con cui operano le unità.
NOTA BENE:
I sistemi previsti per le soluzioni E3 (unità E3-A, E3-GS e E3-WS nelle varie versioni disponibili), pur utilizzando le medesime unità
rispetto alle soluzioni PRO (GAHP-A, GAHP-GS e GAHP-WS nelle varie versioni disponibili), sono in grado di raggiungere temperature
massime fino a 70°C sia per le versioni HT che per quelle LT per la sola funzione di produzione acqua calda sanitaria e solo nel caso
in cui vengano gestite dal sistema di controllo Comfort Control Panel fornito a corredo della soluzione.
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