Abbiamo già parlato della pompa di calore in impianti di climatizzazione invernale ed estiva. Sappiamo che un impianto ben dimensionato ha grandi vantaggi in termini di risparmio economico ed energetico, nonché di emissioni e di comfort, sia nelle nuove costruzioni sia nelle ristrutturazioni. Ma cosa dire della produzione di acqua calda sanitaria?

Anche in questo caso l’uso della pompa di calore ci consente di risparmiare energia e denaro, diminuendo l’impatto climatico del nostro impianto. Ma anche in questo caso, la progettazione del sistema è più complessa e richiede più attenzione rispetto al “semplice” utilizzo, ad esempio, di una caldaia a gas.

In questo articolo parliamo della produzione di acqua calda sanitaria tramite la pompa di calore in piccole applicazioni residenziali, come singoli appartamenti o villette.

 

PRODURRE ACQUA CALDA CON LA POMPA DI CALORE

Iniziamo considerando una classica abitazione con la sua caldaia a gas per riscaldamento e acqua calda sanitaria (che d’ora in poi chiameremo ACS). La potenza termica richiesta per il riscaldamento è generalmente molto inferiore alla potenza fornita da una tipica caldaia murale, tra i 24 e i 30 kW. Perché?

Perché la caldaia deve fornire ACS all’abitazione in modo istantaneo. Quando serve acqua calda per una doccia, per cucinare o altro, la caldaia preleva l’acqua richiesta dalla rete e le fornisce (quasi) subito tutto il calore necessario a portarla alla temperatura richiesta.

Una pompa di calore funziona in modo diverso rispetto a una caldaia. Mentre la caldaia genera calore bruciando un combustibile, la pompa di calore sfrutta l’elettricità per trasferire l’energia termica dall’ambiente esterno all’acqua dell’impianto, con rendimenti molto più alti ma variabili. Ne abbiamo parlato meglio qui.

Questo ha una conseguenza fondamentale: produrre ACS con una pompa di calore implica la necessità di un accumulo termico. Si tratta quasi sempre di un serbatoio di acqua calda, da cui l’impianto sanitario preleva l’acqua richiesta al bisogno, e che dev’essere periodicamente riportato alla temperatura prefissata. Quest’operazione richiede tempistiche da tenere in conto nel dimensionamento dell’impianto e dell’accumulo stesso.

Il principale svantaggio di produrre ACS con una pompa di calore deriva, quindi, dalla disponibilità limitata di acqua calda. Questo inconveniente si supera con un dimensionamento adeguato dell’accumulo termico, in accordo alle apparecchiature presenti nell’abitazione e al loro utilizzo. Non è consigliabile, peraltro, sovradimensionare l’accumulo “per stare tranquilli”: questo avrebbe la sola conseguenza di aumentare le inevitabili dispersioni termiche sprecando energia per il ripristino della temperatura nel serbatoio.

 

 

MOLTE SOLUZIONI A DISPOSIZIONE

Esistono molti sistemi a pompa di calore per la produzione di acqua calda sanitaria. Ogni edificio è diverso e per ognuno è possibile prevedere l’una o l’altra soluzione, soppesandone pro e contro. Vediamo in breve i principali sistemi.

Innanzitutto i sistemi integrati, proposti da molti produttori, prevedono un’unità esterna che genera acqua calda per il riscaldamento e l’ACS e acqua fredda per il raffrescamento estivo, se richiesto. La macchina esterna può essere collegata tramite tubazioni di gas frigorigeno o idrauliche alle diverse apparecchiature interne, tra cui il serbatoio di accumulo dell’acqua sanitaria. Questi sistemi possono essere adatti tanto alle ristrutturazioni quanto alle nuove costruzioni.

Gli scaldacqua a pompa di calore, dedicati esclusivamente alla produzione di ACS, possono essere utilizzati in vari scenari, tra cui:

• Sostituzione di uno scaldacqua a gas o a resistenza elettrica: in molti casi è possibile sostituire il classico bollitore elettrico con uno a pompa di calore, con poche modifiche e incrementando notevolmente il rendimento. È anche possibile sostituire un generatore di ACS a gas con uno scaldacqua a pompa di calore, ricordando quanto detto sulla necessità dell’accumulo.
• Produzione di ACS in un edificio servito da un impianto a pompa di calore: a volte è conveniente separare gli impianti di climatizzazione e produzione di ACS. Uno dei vantaggi di questa soluzione è che il sistema di climatizzazione non necessita di invertire il ciclo nel periodo estivo, quando è richiesto sia raffrescamento degli ambienti sia riscaldamento dell’accumulo sanitario.
• Produzione di ACS in un edificio servito da una caldaia: si tratta di un modo semplice di incrementare l’efficienza in un edificio esistente, servito da una caldaia a condensazione in un impianto a bassa temperatura come un radiante a pavimento, affidando alla pompa di calore la produzione di ACS. È sempre possibile prevedere l’intervento della caldaia in giornate particolarmente rigide o nel caso di una richiesta di ACS particolarmente abbondante.

Tutti questi sistemi possono essere normalmente integrati con un impianto fotovoltaico o un impianto solare termico.

Meritano un cenno, anche se non sono normalmente utilizzati nelle piccole-medie residenze, anche i sistemi VRF a recupero di calore, che possono sfruttare il calore estratto dagli ambienti in estate per produrre acqua calda con ottimi rendimenti.

POMPA DI CALORE PER ACS A PERUGIA: UN ESEMPIO

I proprietari di una villetta unifamiliare di 130 m² in provincia di Perugia, costruita nei primi anni ’80 e qualche anno fa con un impianto radiante alimentato da una caldaia a condensazione, installano un nuovo impianto fotovoltaico in copertura con sistema di accumulo. Abbinano a questo intervento l’installazione di una pompa di calore destinata alla produzione di acqua calda sanitaria tramite un serbatoio di accumulo da 250 litri.

Con una gestione intelligente del sistema fotovoltaico – pompa di calore, i prelievi di elettricità dalla rete per produrre ACS sono ridotti al minimo. Questo sistema fa risparmiare oltre 200 € e quasi 500 kg di emissioni di CO₂ all’anno, e con gli incentivi disponibili l’investimento è ripagato in pochi anni. Inoltre, la sola installazione dello scaldacqua fa salire la classificazione energetica dell’immobile, aumentandone il valore.

CONCLUSIONI

Installare un sistema a pompa di calore per la produzione di acqua calda sanitaria è in genere un intervento semplice, poco invasivo ma dal ritorno economico non trascurabile.

Incentivi come Ecobonus, Bonus ristrutturazione e Conto Termico 3.0, inoltre, agevolano la sostituzione di sistemi tradizionali con una pompa di calore per ACS.

Va però notato che una scelta non adeguata dei componenti e del sistema di gestione dell’impianto può significare uno spreco di energia e di denaro che vanifica, in parte, l’efficacia dell’intervento.

Ancora una volta, una progettazione accurata, che tenga conto delle peculiarità dell’edificio e del suo utilizzo, è fondamentale per massimizzare la resa dell’intervento e valutare la sua sinergia con altri possibili migliorie sulla prestazione energetica dell’edificio. Per questo, prima di affrontare qualsiasi ristrutturazione di un immobile, è indispensabile un’analisi energetica su misura: clicca qui per prenotare la tua.

Per chiarimenti, dubbi, o per una consulenza sui sistemi a pompa di calore per la produzione di ACS e per la climatizzazione, ti invitiamo a contattarci. Alla prossima.