Pompa di calore con gas propano R290: caratteristiche e vantaggi

Pompa di calore con gas propano R290 caratteristiche e vantaggi

Le pompe di calore aria acqua che utilizzano il gas propano R290  utilizza questo gas come refrigerante per il circuito della PDC.

Il propano è un refrigerante naturale con un GWP (Global Warming Potential) molto basso, pari a 3. Ciò significa che ha un impatto minimo sull’ambiente. Queste particolari pompe di calore servono al riscaldamento e raffrescamento di case e aziende e sono molto pratiche per le ristrutturazioni. Possono essere utilizzate anche per produrre acqua calda sanitaria.

In questo articolo trovi tutti i vantaggi e le caratteristiche tecniche ed impiantistiche delle pompe di calore con gas R290 di ultima generazione.

Indice

Perché le pompe di calore aria acqua a propano sono le più richieste?

Il gas R290 rappresenta lo scenario dell’ultima evoluzione della tecnologia delle pompe di calore definite anche ad alta temperatura (70C°). Ovviamente, per stare al passo con i tempi, conviene scegliere la tecnologia più avanzata. Una buona pompa di calore inserita in un impianto adeguato può durare anche oltre i 30 anni e non conviene installarne una di vecchia generazione.

R29o propano, il nuovo gas per le pompe di calore

Il gas R290 dal punto di vista termodinamico ha delle caratteristiche nettamente superiori rispetto al gas R410 e R32 e con un impatto ecologico infinitamente inferiore.

Ogni gas refrigerante, se disperso nell’atmosfera, contribuisce all’effetto serra. Tuttavia, l’entità di questo contributo varia considerevolmente a seconda della tipologia di gas.

Per quantificare l’impatto ambientale di un gas refrigerante si utilizza l’indice GWP (Global Warming Potential, ovvero Potenziale di Riscaldamento Globale). Più alto è il valore GWP, maggiore è il potenziale dannoso del gas. Come riferimento, il GWP della CO2 è stato fissato a 1 (GWP1).

Ecco alcuni esempi di GWP di diversi gas refrigeranti:

  • R134a (utilizzato nei condizionatori d’aria): GWP 1430
  • R410A (utilizzato nei sistemi di condizionamento e refrigerazione): GWP 2088
  • R454A (una alternativa più ecosostenibile): GWP 675
  • R290 (un refrigerante naturale): GWP 3

 

In sintesi:

  • Tutti i gas refrigeranti contribuiscono all’effetto serra.
  • Il GWP è un indice che misura l’impatto ambientale di un gas refrigerante.
  • Più alto è il GWP, maggiore è il potenziale dannoso del gas.
  • Esistono alternative più ecosostenibili ai gas refrigeranti con un GWP elevato.

 

Scelte consapevoli:

Optando per gas refrigeranti con un GWP basso, si può ridurre significativamente il proprio impatto ambientale e contribuire alla lotta contro il cambiamento climatico.

Ecologia gas R290
I gas refrigeranti artificiali usati a lungo (come R410A e i clorofluorocarburi, vietati dal 2010) hanno un elevato potenziale di riscaldamento globale (GWP), superiore a 2000, e sono quindi dannosi per il clima.

Resa della pompa di calore aria acqua con gas R290

La resa (COP) di una pompa di calore con gas R290 è decisamente alta in tutte le condizioni.
Anche se sono in grado di produrre 70C°, vale anche per queste pompe di calore ad alta temperatura il concetto che più è bassa la temperatura di mandata dell’impianto, più è alto il COP.

Un altro fattore che un esperto di energie rinnovabili certamente tiene di buon conto, è il fatto che la resa maggiore la si ha quando la pompa di calore lavora a una potenza compresa tra il 40% e il 50%. Guardando i grafici di seguito riportati, questo dato salta subito agli occhi.

Il ciclo della pompa di calore permette di scambiare calore con l’aria esterna con costi elettrici che possono essere 70% inferiori al metano (vedi le pompe di calore con SCOP 6 e altre)

Anche la temperatura esterna influisce in maniera significativa sul COP. Ricordo che per ogni punto di variazione del COP i consumi elettrici variano del 25%! (vedi articolo sulle pompe di calore)

Grafico resa pompa di calore con gas R290 con mandata W35C°

Grafico COP pompa di calore con R290 con W35

Grafico resa pompa di calore con gas R290 con mandata W45C°

Grafico COP pompa di calore con R290 con W45

Quale pompa di calore è più adatta per termosifoni?

La pompa di calore con gas R290 a propano è quella che meglio si adatta alle ristrutturazioni con impianti a termosifoni.
Il motivo non è solo il fatto che sono pompe di calore ad alta temperatura 70C°, ma il fatto che hanno dei rendimenti in termini di COP superiori a quelle con gli altri gas refrigeranti.

Nelle ristrutturazioni non sempre si hanno le situazioni ideali per la pompa di calore, ma queste pompe di calore a gas R290 si adattano benissimo a situazioni critiche di funzionamento.

Senz’altro non basta la sola pompa di calore a rendere efficiente il sistema nei casi di ristrutturazioni. Bisogna affidarsi a un esperto che sappia dare la giusta configurazione all’impianto.
E’ importantissimo inserire dei volani termici (puffer) nell’impianto sia per il caldo, il freddo e l’acqua calda sanitaria. Bisogna valutare attentamente la temperatura di mandata dei termosifoni. Per ottimizzare la temperatura di mandata dei termosifoni va impostata una regolazione climatica miscelata che agisce in base alle temperature esterne. Il riscaldamento degli ambienti deve essere costante nell’arco delle 24 ore. Il riscaldamento costante degli ambienti anziché a fasce orarie, consente di abbassare la temperatura di mandata ai termosifoni. Il risultato è quello di fare contribuire al mantenimento del clima ideale dell’edificio anche la massa dei muri. Se i muri sono freddi, come nel caso di riscaldamento intermittente, i termosifoni devono lavorare a temperature alte. Con un riscaldamento costante i muri dell’edificio sono caldi, i radiatori possono lavorare a temperature inferiori. La differenza tra una mandata a 55C° e una a 65C° in termini di consumo corrisponde a un 25% di risparmio sui costi dell’energia elettrica.
Inoltre potrebbe essere necessario un corretto dimensionamento dei termosifoni. 

Comunque una pompa di calore anche collegata a un impianto a termosifoni deve essere progettata per garantire risparmi sulla caldaia a gas almeno del 50%.

Con la pompa di calore a propano non serve la certificazione FGas

Il circuito gas della pompa di calore con R290, contrariamente alle vecchie pompe di calore che utilizzano gas R410 e R32, viene realizzato in fabbrica. Il gas R290 circola solo nell’unità esterna a circuito chiuso prefabbricato e precaricato in fabbrica.

Per questo l’installatore e non deve essere in possesso della certificazione FGas.

L’unità esterna è collegata all’impianto della casa o edificio tramite una linea di acqua tecnica.

Alcuni produttori di pompe di calore a gas R290, non chiedono la verifica periodica di perdite dal circuito refrigerante con il conseguente risparmio sulle manutenzioni.

Caratteristiche tecniche e impianto della PDC con R290

Le pompe di calore con gas R290, chiamate anche pompe di calore ad alta temperatura, hanno il circuito frigo e il compressore all’interno dell’unità esterna.

Il collegamento con l’edificio è costituito da 2 tubazioni di andata e di ritorno di acqua tecnica.

All’interno dell’edificio, nel locale tecnico, ci saranno i puffer il quadro elettrico e i sistemi di produzione dell’acqua calda sanitaria ACS.

Qui di seguito vediamo alcuni esempi di impianto con pompa di calore con gas R290 (propano).

Schema idraulico pompa d’impianto di calore con R290 monoblocco

Schema pompa di calore con R290 monoblocco

Schema d’impianto pompa di calore con R290 con Puffer e gruppo ACS

Schema pompa di calore con R290 con Puffer e gruppo ACS

Schema pompa d’impianto di calore con R290 con Puffer caldo e freddo e gruppo ACS

Schema pompa di calore con R290 con Puffer caldo e freddo e gruppo ACS

Schema d’impianto pompa di calore 50kW con R290 con Puffer caldo e freddo e gruppo ACS

Schema pompa di calore 50kW con R290 con Puffer caldo e freddo e gruppo ACS

Le pompe di calore a propano R290 sono pericolose?

Il gas propano R290 è di per se un gas esplosivo. Per questo le pompe di calore che utilizzano il gas R290 hanno le seguenti caratteristiche:

  • La quantità di gas contenuta nella pompa di calore è minima perché è limitata al piccolissimo circuito frigo presente nell’unità esterna.
  • L’unità esterna deve essere installata rispettando le norme di sicurezza come ad esempio non si può montare in avvallamenti, ma in spazi aperti rispettando le distanze di sicurezza.

 

In conclusione, sia per la quantità minima di gas propano presente nella pompa di calore, sia per le norme di installazione, il gas R290 non presenta alcun rischio per la sicurezza.

I vantaggi della pompa di calore a propano R290

Pompa di calore ad alta temperatura 5
Alta temperatura:

la pompa di calore con gas R290 raggiunge temperare fino a 70C° rendendosi molto versatile nelle ristrutturazioni.

Pompa di calore collegamento ad acqua R290
Collegamento ad acqua della pompa di calore:

il collegamento all’unità esterna viene fatto con 2 tubazioni di acqua tecnica dell’impianto. Questo dà anche il vantaggio che il circuito frigo è preassemblato in fabbrica e non richiede verifiche per le perdite.

Pompa di calore con gas ecologico 9
Gas R290 a basso impatto ambientale:

attualmente è il gas per pompa di calore con il minor impatto ambientale (R290 GWP 3 vs, R410A GWP 2.088)

Pompa di calore silenziosa 7
Silenziosità:

compressore e ventilatore sono esterni all’edificio eliminando il problema della rumorosità all’interno dell’edificio. Inoltre le più moderne pompe di calore hanno delle emissioni sonore quasi inesistenti anche per l’unità esterna.

Pompa di calore più efficiente R290
Elevate prestazioni:

si ottengono coefficienti di prestazione (COP) più elevati, con conseguente risparmio sui costi dell’energia.

Pompa di calore di maggior valore 10
Valore nel tempo:

l’utilizzo di gas naturale come l’R290 e le elevate prestazioni, aumentano il valore nel tempo della pompa di calore.

Se vuoi dei chiarimenti sulle pompe di calore con gas R290, contattami qui.

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