Pompa di calore e riscaldamento a pavimento: guida completa

Pompa di calore e riscaldamento a pavimento guida completa

Pompa di calore e riscaldamento a pavimento: guida completa.

L’abbinamento di una pompa di calore a un impianto di riscaldamento a pavimento è ottimale. La bassa temperatura richiesta da un impianto radiante rende la pompa di calore la scelta giusta. Questo perché a basse temperature di mandata dell’impianto il COP è molto elevato e i consumi elettrici sono bassi.

In questa guida completa vedremo tutte le caratteristiche di un impianto a pavimento alimentato da una pompa di calore.

Indice

Perchè la pompa di calore funziona bene con un riscaldamento a pavimento?

Il riscaldamento a pavimento radiante è perfetto per la pompa di calore il cui COP varia notevolmente rispetto alla temperatura di mandata del riscaldamento. Solitamente la temperatura di mandata media è di 35C°. A 35C° una buona pompa di calore ha un SCOP (coefficiente di efficienza stagionale) oltre 5. Su radiatori a 55C° l’SCOP è inferiore al 4. La differenza di 1 COP significa che i consumi si riducono con il pavimento radiante rispetto ai radiatori del 25%.

Questo vale sia per le pompe di calore aria acqua che per le pompe di calore acqua acqua o geotermiche.

Altro vantaggio è che con il riscaldamento a pavimento l’inerzia termica è maggiore evitando picchi di consumi.

Quanto consuma una pompa di calore con un impianto radiante a pavimento o soffitto e quanto si risparmia sul gas e gasolio?

Una buona pompa di calore ha sul radiante a soffitto o radiante a pavimento un SCOP 5 o maggiore, vuol dire che consuma solo 1/5 dell’energia elettrica rispetto ai kW termici prodotti.

In questa tabella si vedono i risparmi in percentuale rispetto ad altri sistemi:

Fonte di energia sostituita

Risparmio con Pompa di calore con SCOP 5

Metano

-66%

GPL

-76%

Gasolio

-73%

Split pompa di calore aria aria SCOP 3

-40%

Pellet

-36%

Legna

-17%

Quali sono le caratteristiche di un buon impianto di riscaldamento a pavimento per pompa di calore?

Attenzione, non tutti gli impianti di riscaldamento a pavimento radiante danno risultati uguali con la pompa di calore!

Primo punto fondamentale è l’isolamento verso il solaio. Ultimamente, per realizzare impianti radianti a basso spessore si sacrificano gli spessori dell’isolante. Per non parlare degli impianti direttamente fresati nel pavimento! Non isolare il pavimento significa disperdere metà dell’energia verso il basso anche se si tratta di un piano intermedio.

Secondo punto è il massetto sopra al tubo del radiante: deve essere il minore possibile. I migliori sono quelli a secco dove il tubo, essendo quasi a diretto contatto del rivestimento del pavimento, permettono tempi di reazione intorno ai 7 minuti e la temperatura di mandata riesce a scendere anche a 26C°. Se si tratta di un impianto di riscaldamento a pavimento con massetto, è da prediligere autolivellanti che permettano di tenere spessori intorno ai 2 cm.

Terzo punto è il passo, cioè la distanza tra tubo e tubo, da scegliere: in base ai watt/mq richiesti dall’ambiente è opportuno adeguare il passo del tubo.

Quali sono le caratteristiche di una buona pompa di calore?

Le migliori pompe di calore aria acqua devono avere una unità esterna (evaporatore) dalle dimensioni generose. Se l’unità esterna della PDC è compatta rischia di fare molti cicli di sbrinamento oltre ad essere senz’altro più rumorosa.
I cicli di sbrinamento influenzano l’SCOP della pompa di calore. L’SCOP alto, in linea di massima superiore al 5, è un valore importante per il risparmio energetico.

In questa tabella si vede il risparmio che si ha con una pompa di calore sul metano al variare del SCOP o COP stagionale:

SCOP (COP stagionale)

Risparmio con Pompa di calore sul Metano

SCOP 2.5

-31%

SCOP 3

-43%

SCOP 3.5

-51%

SCOP 4

-57%

SCOP 4.5

-62%

SCOP 5

-66%

SCOP 5.5

-69%

SCOP 6

-71%

SCOP 6.5

-74%

Quindi se devi confrontare diverse proposte di pompa di calore, scegli quella con più valore, cioè con un SCOP superiore a 5 e che ti faccia risparmiare almeno il 66% sul metano.

Come deve essere la regolazione della pompa di calore con un impianto radiante?

La regolazione della pompa di calore è fondamentale per ottenere i massimi risultati per il risparmio energetico.

Per primo, la regolazione della temperatura di mandata al riscaldamento a pavimento deve essere del tipo climatico, cioè il pavimento deve essere più caldo a temperature esterne basse e meno caldo a temperature esterne più alte.

Per secondo, la pompa di calore deve avere una modulazione dal basso verso l’alto. La maggior parte delle pompe di calore in accensione vanno prima al massimo della potenza per poi modulare in basso. Pompe di calore evolute partono dal regime minimo per poi inseguire lentamente il fabbisogno dell’edificio. Questo ha un enorme risultato in termini di efficienza energetica e di durata del compressore.

Per terzo, bisogna poter sfruttare tramite la regolazione della PDC l’esubero di produzione dell’impianto fotovoltaico cedendo temperatura al puffer o accumulo termico ed eventualmente aumentare la temperatura dell’edificio in modo da sfruttarne l’inerzia termica dei muri.

Come deve essere l'impianto della pompa di calore con un riscaldamento a pavimento?

L’impianto della pompa di calore deve essere adeguato alle esigenze della tua casa e alle esigenze dell’acqua calda sanitaria

Se non ci sono accumuli (puffer) presenti nell’impianto (almeno 20-40l/kW) la pompa di calore ha vita breve, consuma di più del dovuto e il comfort climatico e di acqua calda sanitaria non è ottimale.

Quindi, pensando agli spazi necessari per installare una pompa di calore, bisogna prevedere un minimo di ingombro all’interno dell’edificio.

Si parte da impianti compatti, chiamati anche monoblocco, dalle dimensioni simili a un grande frigorifero a impianti più performanti e su misura composti da un puffer caldo con produzione di ACS e un puffer freddo.

In alcuni casi limite, si possono usare sistemi compatti coibentati progettati da essere messi all’esterno.
In ogni caso non è ammissibile mettere un puffer all’esterno dell’edificio!

 

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

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

Schema pompa di calore con monoblocco:

Schema pompa di calore con R290 monoblocco

Raffrescamento a pavimento e deumidificazione

Il raffrescamento a pavimento è il modo più salutare per raffrescare gli ambienti. L’abbassamento della temperatura del pavimento crea un clima di fresco naturale senza incidere eccessivamente sulla temperatura dell’aria che ci entra nei polmoni. 

Negli impianti radianti a pavimento o soffitto bisogna prevedere la deumidificazione dell’aria per abbassare il punto di rugiada. Il punto di rugiada, che viene monitorato dalla pompa di calore tramite sensori di umidità, deve essere sempre sotto controllo per evitare la formazione di condense.

Per deumidificare gli ambienti si può optare per sistemi centralizzati con canalizzazione (solitamente integrati in una controsoffittatura) oppure per sistemi puntuali, cioè delocalizzati nei singoli ambienti e solitamente incassati nel muro.

Riscaldamento a pavimento con raffrescamento ad aria (fancoil)

La soluzione combinata pompa di calore riscaldamento a pavimento e raffrescamento tramite fancoil è un sistema da adottare solo se si vuole avere rapidità nel raffrescare gli ambienti.

I fancoil o ventilconvettori, considerando quelli di buona qualità, hanno dei costi importanti di sicuro superiori ai deumidificatori.
Per questo motivo sono da scegliere solo per specifiche necessità.

Produzione di acqua calda sanitaria con pompa di calore

La pompa di calore che riscalda e raffresca gli ambienti produce anche l’acqua calda sanitaria. Solitamente non occorre dimensionare la potenza della pompa di calore al fabbisogno di acqua calda sanitaria. Ma ci sono situazioni particolari dove i consumi di ACS sono importanti come nel caso di agriturismi, alberghi o palestre e questo determina la necessità di fare delle considerazioni specifiche sulla potenza della pompa di calore.

Come visto sopra, in un impianto con pompa di calore serve un accumulo adeguato alle esigenze dell’utente anche in termini di consumo di acqua calda sanitaria. Solitamente l’accumulo termico caldo (puffer), serve sia al funzionamento lineare della PDC in riscaldamento che per la produzione dell’acqua calda sanitaria tramite un modulo con scambiatore a piastre. Questo scambiatore a piastre provvede a produrre in maniera istantanea l’acqua calda sanitaria. L’energia contenuta nel puffer garantisce potenze elevate fruibili in qualsiasi momento senza agire direttamente sulla pompa di calore.

Questo sistema di accumulo si rende necessario perché una pompa di calore spesso non ha la potenza istantanea per consentire più docce in contemporanea. Inoltre, l’accumulo dà il comfort di non avere discontinuità nel riscaldamento degli ambienti e nel flusso di acqua calda sanitaria.

Contrariamente a un impianto con pompa di calore, la classica caldaia a gas murale viene sempre dimensionata sopra i 20kW di potenza, non per le esigenze di riscaldamento ma per il fabbisogno di ACS. Le caldaie a gas murali producono normalmente 12l/min di ACS che già per 2 docce in contemporanea non è molto.

Il boiler per la produzione di acqua calda sanitaria con pompa di calore non è il sistema più efficiente. Il motivo è che per evitare la legionella, la pompa di calore deve scaldare il boiler ad almeno 65C° una volta alla settimana.

In ogni caso abbinare un boiler in pompa di calore a un impianto con PDC è un grave errore di progettazione. Il motivo è semplice: un boiler in pompa di calore ha un COP indicativo di 3. La pompa di calore della casa ha un COP indicativo di 5.

Per approfondire il tema pompa di calore puoi leggere questi articoli:

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