La Pompa di calore e i radiatori


A distanza di pochi mesi dal lancio dell’incentivo del Superbonus 110%, capito da alcuni che l’instal lazione della pompa di calore può essere uno dei metodi, per riuscire in certi contesti, a saltare due classi energetiche; la prospettiva di installare le pompe di calore in edifici esitenti è tornato di grande attualità. Considerato vi sono molti proprietari che vorrebbero non ristrutturare tutta la casa, ma eventualmente intervenire solo sul generatore, anche l’argomento pompe di calore e radiatori sta generando un  nuovo interesse. Vediamo di capire quando è applicabile l’integrazione   di  questo generatore con questi terminali.
Le pompe di calore da utilizzare in un circuito a radiatori sono pompa di calore aria/acqua. Questo tipo di pompa di calore oltre ad avere i componenti classici di una pompa di calore (compressore, valvola di laminazione, evaporatore) ha il condensatore che scambia energia termica con l’acqua dell’impianto attraverso un scambiatore specifico (di solito una scambiatore a piastre).
Sebbene sia possibile utilizzare pompe di calore reversibili, con i radiatori dobbiamo avere cura di inibi re la funzione di refrigeratore estivo (se vi circolasse acqua fredda, in questo periodo, con si creerebbe condensa superficiale e in breve tempo inizierebbere a gocciolare acqua sul pavimento in prossimità del terminale).
Questo tipo di pompe di calore, oltre ad avere delle rese influenzate dalla sorgente fredda (temperatura aria esterna) e dal pozzo caldo (temperatura di mandata ai terminali) hanno anche dei limiti operativi che variano in base al modello e al produttore di riferimento.

LE TEMPERATURE


In genere, a parte alcune rare eccezioni, di cui parlerò dopo, i limiti operativi di temperatura di uscita dal condensatore oscillano tra i 65°C e i 55°C. Ciò è frutto di vari fattori nella progettazione delle   pompe  di calore: il refrigerante utlizzato, il tipo di compressore , il disegno dello scambiatore,ecc.
I radiatori dal canto loro, a meno che non si tratti di impianto nuovo in cui è possibile dimensionarlo sce gliendo temperature di mandata basse (55° o meno), in tutti gli altri casi (impianti esistenti)  ci  troviamo  di fronte ad terminali dimensionati con temperature A/R 75°/65° e quindi con temperature medie nel radiatore di 70°. Io che vivo in una città storica non è raro che mi  imbatta  in  impianti realizzati  prima della EN442 e della UNI 6514 per cui potrebbero essere stati dimensionati con temperature anche più alte (con temperature medie di 80° e DT ambiente di 60°)
Da ciò possiamo possiamo dedurre che pompa di calore con radiatori sebbene non sono da escludere a priori comunque vanno poco d’accordo e in alcuni casi posso essere incompatibili.

LA QUESTIONE DI FONDO

Vediamo di capire meglio quali sono i problemi. Mettiamo che la pompa di calore  X  riesce  a  fornire acqua calda a 65°. Va detto che se vogliamo dare una prospettiva di vita che  non sia  di  pochi  anni dobbiamo considerare un regime in cui la macchina non sia mandata sempre al massimo (65°C corri spondenti al 100%) ma dovremo a considerare di mandarla almeno a 55° (84%) meglio meno. Se la PDC fa al massimo 55° avremo la prospettiva di di adottare una temperatura di andata ai radiatori di 50-45°.
I radiatori possono essere mandati con temperature più basse ma avranno rese inferiori. E qui subito si apre una questione. I problema tecnico è questo: abbiamo bisogno di una certa quantità di energia per riscaldare gli ambienti. L’energia è frutto della moltiplicazione della potenza dei radiatori per il tempo di accensione. Se diminisco la potenza posso avere la  stessa  quantità  di energia  moltiplicando per  un numero più alto di ore di accensione.
Alcuni  tecnici  consigliano :  aumentiamo il  periodo di accensione.  Questo  però  si  scontra con una prescrizione normativa. In base al DPR 412/93 e al DPR 75/2013 a meno che non siate in zona F in tutte le altre zone climatiche vigono ancora dei limiti temporali giornalieri in cui è consentita l’accensione del riscaldamento. Per cui se per esempio siete in zona D avete il limite di 12 ore…se avevate un impianto con caldaia e radiatori che vi riscaldava bene con questo numero di ore di accensione giornaliera non è che oggi potete dire metto la pompa di calore  mando i  radiatori  a  temperature più  basse  accendo  il riscaldamento 18 ore …
La strada corretta, e alternativa alla soluzione di cui sopra, è quella di rifare una verifica termotecnica e prendere in considerazione di aumentare gli elementi dei radiatori. In definitiva per ovviare alla resa in potenza inferiore del singolo elemento a causa delle temperature dell’acqua più basse possiamo integrare la potenza dei radiatori aumentando la superficie radiante. Se disponiniamo di spazi adeguati e optiamo per radiatori a colonne, possiamo aumentare indifferentemente il numero degli elementi, il numero di colonne o l’altezza dei corpi scaldanti.

UN ESEMPIO


“Ma di quanto dobbiamo aumentare le dimensioni dei radiatori?” Be’ qui entramo nei casi specifici ma per farvi comprendere il tipo di problema direi di fare un esempio: abbiamo una stanza che necessita di 1200Wh di calore. Originariamente era presente  un  termosifone  in alluminio ed  essendo  il  calore fornito da una caldaia le temperature erano: A/R 75°/65° con temperatura media nel radiatore di 70°C e delta tra questa temperatura e l’ambiente di 50°C. La resa era 150W(DT50) e presentava un esponente di 1,34. Per cui 1200/150= 8 elementi.
Inserisco la pompa di calore. Per esempio le temperature diventano A/R 65°-55° per cui: Temperatura media 50° e delta ambiente 40°. In queste condizioni la resa del singolo elemento è: 111W (non riporto la formula, ma utilizzo quella classica della EN 442). Il numero degli elementi è 10,8(+35%). Non vogliamo ammazzare la pompa di calore e decidiamo di mandarla a 55°/45° (DT ambiente 30°) la resa di bassa 75,5W -> gli elementi diventano 15,89 (con questa conduzione il terminale è quasi raddoppiato).
Se però si fanno dei lavori di riqualificazione è possibile isolarsi meglio…il fabbisogno termico può diminuire mettiamo che abbiamo fatto un cappotto e alla fine la stanza richieda 700Wh ->700/75,5=9,2 elementi(+15%) ecco che se c’è spazio aumentare gli elementi non pesa. Se poi abbiamo le tubazioni abbastanza grandi e la pompa ce lo permette possiamo provare a avere un DT A/R di 5° e non di 10°C…allora avremo: 55/50 (delta temperatura ambiente 32,5°C) la resa dell’elemento potra essere 84,2 per cui 700/84,2=8,31 (potremo pensare di lasciare il radiatore così com’e).

CONCLUSIONI


Come avrete iniziato a capire non c’è una ricetta  precostituita  che  va bene  per tutti.  I  parametri  in questione per la risoluzione del problema sono tanti, sia di tipo edilizio che di tipo impiantistico: l’isola-mento termico dell’involucro, le dimensioni delle nicchie e gli spazi tecnici per radiatori, le temperature di mandata e di ritorno, i diametri delle tubazioni, i circolatori, le dimensioni dei radiatori (numero di elementi, numero di colonne, altezza degli elementi)
Ogni edificio, ogni unità immobiliare fa storia a se…è per questo che sarebbe oppotuno rivolgersi ad un professionista che sia valido progettista in ambito energetico. Un professionista che padroneggi ” la materia ” di studio possa avere un approccio globale al sistema edificio-impianto.
Nel frattempo però anche per i non tecnici che hanno tentato di leggere e trarre le prime conclusioni, vorrei proporre un test preliminare che può dare un primo orientamento sulla fattibilità cliccando qui