Schema idraulico per pompa di calore per impianti base e particolari. Una panoramica su quali soluzioni impiantistiche adottare in situazioni diverse.
L’impianto determina il buon funzionamento, quindi la durata della pompa di calore e soprattutto il buon risultato.
Per primo, vediamo lo scopo del puffer.
Per secondo, come produrre l’acqua calda sanitaria ACS.
Per terzo, alcune soluzioni impiantistiche per pompe di calore aria-acqua e geotermiche.
Vediamo quale schema idraulico per pompa di calore è il più adatto a seconda delle esigenze.
Indice
L'utilizzo del puffer in un impianto con pompa di calore
Nell’articolo sul puffer ho già largamente spiegato il valore di questo oggetto negli impianti ad energia rinnovabile.
Una pompa di calore collegata direttamente all’impianto darebbe una forte sollecitazione al compressore richiedendo diverse accensioni e spegnimenti dello stesso. Gli on-off accorcerebbero notevolmente la vita del compressore e di conseguenza della pompa di calore. Il compressore ha un costo molto alto (circa il 70% dell’importo complessivo della pompa di calore).
Il primo aspetto per cui il puffer si rende necessario in un impianto con pompa di calore, è per dare al compressore la possibilità di modulare e lavorare in maniera costante con il minore numero di accensioni e spegnimenti.
Il secondo aspetto è quello di garantire all’impianto il prelievo di energia sufficiente a coprire i picchi delle richieste.
Il terzo aspetto da considerare è l’approntamento dell’acqua calda sanitaria che la pompa di calore deve essere in grado di produrre nel lungo termine di tempo.
L’ACS va calcolata in fase di progettazione sotto forma di accumulo termico puffer o boiler. Se questo calcolo non viene considerato, si rischia una situazione di scarso comfort. Perchè? Perché la pompa di calore smette di scaldare gli ambienti per dare priorità all’ACS. Inoltre i tempi di approvvigionamento di energia necessaria all’acqua calda sanitaria sarebbero lunghi e “faticosi” per il compressore.
Per un corretto dimensionamento del puffer in un impianto con pompa di calore, è consigliato considerare almeno 30-40L/kW installato. Ma questo valore va adeguato al fabbisogno di ACS e nel caso di presenza di un impianto fotovoltaico.
La produzione di acqua calda sanitaria ACS con la pompa di calore
E’ fondamentale il calcolo dell’acqua calda sanitaria ACS in fase di progettazione di un impianto.
L’ACS va prodotta nell’arco di tutta la giornata e accumulata sotto forma di acqua calda. Questa acqua calda può essere “acqua sanitaria”, se si accumula in un boiler o “acqua tecnica” se la si accumula in un puffer. Se l’energia per l’ACS la si accumula sotto forma di acqua tecnica in un puffer, serve uno scambiatore a piastre per produrre ACS. Attenzione lo scambiatore a piastre (produttore di ACS istantanea) va dimensionato adeguatamente. Nel puffer non si hanno temperature elevate per tenere un COP elevato della pompa di calore.
Per questo è richiesto uno scambiatore a piastre di potenza maggiore rispetto allo standard. Il gruppo di produzione istantanea di ACS deve poter garantire acqua calda sanitaria a 41C° con acqua della rete a 10C° con temperature nel puffer anche inferiori ai 50C°.
N.B. LEGIONELLA: è conveniente prediligere il sistema con un produttore di ACS istantaneo; il boiler andrebbe portato a temperature superiori ai 70C° una volta a settimana per fare il ciclo antilegionella!
Pompa di calore nel funzionamento con il fotovoltaico
Un impianto con pompa di calore deve essere calcolato affinché sia conveniente a prescindere dalla presenza o no di un impianto fotovoltaico. Tuttavia un impianto fotovoltaico può ridurre la spesa dell’energia elettrica fino all’80%, ma per ottenere questi risultati ci sono alcuni fattori da considerare:
- Centralina predisposta
- Puffer per l’accumulo termico di energia
- Dimensionamento della potenza dell’impianto fotovoltaico
La batteria non va dimensionata per le esigenze di energia della pompa di calore ma solo per piccoli consumi durante le ore di non produzione dell’impianto fotovoltaico. Infatti l’energia in esubero dell’impianto fotovoltaico va accumulata sotto forma di acqua tecnica nel puffer. Per fare ciò, sarà sufficiente l’attivazione di una pompa per dare energia all’impianto e all’acqua calda sanitaria ACS.
Un puffer da 500l può contenere fino a 15kWh e costa meno di 1.000€ mentre una batteria da 15kWh costa 15.000€, 15 volte tanto!
Schema pompa di calore aria/acqua con puffer e boiler
Qui di seguito uno schema idraulico per pompa di calore aria-acqua con puffer e boiler per la produzione dell’acqua calda sanitaria ACS.
Schema pompa di calore aria/acqua con puffer e e produttore istantaneo ACS
Qui di seguito uno schema di impianto per pompa di calore aria-acqua con puffer e produttore istantaneo per la produzione dell’acqua calda sanitaria ACS.
Schema pompa di calore geotermica acqua/acqua con DRYCOOLER al posto delle sonde geotermiche
Qui di seguito uno schema di impianto per pompa di calore geotermica acqua-acqua con puffer e produttore istantaneo per la produzione dell’acqua calda sanitaria ACS.
Schema impianto pompa di calore areo-geotermica con sistema HTR
Di seguito uno schema di impianto per pompa di calore areo-geotermica acqua-acqua con evaporatore esterno e sonde geotermiche. Il sistema abbina le caratteristiche del sistema geotermico a quelle del sistema ad aria.
Nel sistema c’è un puffer e un produttore istantaneo per la produzione dell’acqua calda sanitaria ACS. La particolarità è il sistema HTR che sfrutta le alte temperature prodotte dalla PDC, per mandarle direttamente al puffer sanitario. Di conseguenza questo avviene durante il normale ciclo del caricamento del puffer del riscaldamento a 35C°. Perciò la produzione dell’acqua calda sanitaria ACS viene approntata senza priorità, ossia durante il caricamento dell’impianto di riscaldamento.
Schema impianto pompa di calore geotermica gamma industriale
Qui di seguito uno schema di impianto industriale per pompa di calore geotermica acqua-acqua con puffer e boiler per la produzione dell’acqua calda sanitaria ACS.
Schema impianto pompa di calore areo-geotermica con HP e recupero totale
Qui di seguito uno schema di impianto per pompa di calore areo-geotermica acqua-acqua con evaporatore esterno e sonde geotermiche. Questo sistema abbina le caratteristiche del sistema geotermico a quelle del sistema ad aria.
Nel sistema c’è un puffer e un boiler per la produzione dell’acqua calda sanitaria ACS.
La particolarità è il sistema HP a recupero totale che permette il raffreddamento e il riscaldamento simultanei, la soluzione per esigenze elevate.
