Roma, 19 Luglio 2012
Pompa di Calore
Riduzione dei consumi ed integrazione con
fonti energetiche
rinnovabili
INDICE DEGLI ARGOMENTI:
1. Tipologie di pompe di calore presenti sul mercato 2. Pompa di calore aria – acqua : ciclo frigorifero
3. Confronto tecnico / economico con sistemi di riscaldamento tradizionali
4. Scelta e dimensionamento della pompa di calore 5. Gamma Panasonic
6. In fase di progettazione …
La pompa di calore è una macchina che riesce a trasferire calore da una sorgente a temperatura più bassa (aria, acqua o terreno) ad una a temperatura più alta, utilizzabile ai fini della climatizzazione. Il funzionamento è possibile attraverso il ciclo frigorifero.
L’innalzamento della temperatura avviene con l’utilizzo di due fluidi, chiamati termovettori, uno per lo scambio verso la sorgente esterna (primo termine) e uno per quello verso quella interna dell’ambiente da climatizzare (secondo termine).
1. Tipologie di pompe di calore presenti sul mercato
1. Tipologie di pompe di calore presenti sul mercato
• Pompe di calore elettriche a compressione
I fluidi utilizzati dalle pompe di calore elettriche sono aria ed acqua.
A seconda della sorgente utilizzata, queste si suddividono nelle seguenti tipologie :
• Pompe di calore aria – aria
• Pompe di calore aria – acqua
• Pompe di calore acqua – aria
• Pompe di calore acqua – acqua
1. Tipologie di pompe di calore presenti sul mercato
1. Tipologie di pompe di calore presenti sul mercato
La scelta della sorgente termica è importante ai fini dei rendimenti dell’impianto e della prestazione energetica dell’edificio.
La temperatura della sorgente esterna è un dato fondamentale per determinare quale sia il sistema più idoneo.
L’Italia si trova in una zona climatica
particolarmente favorevole per l’utilizzo e
lo sfruttamento dei sistemi a pompa di
calore aria-acqua.
1. Tipologie di pompe di calore presenti sul mercato
•Sistemi Aria-Acqua
SVANTAGGI:
• Valori di temperatura variabile
• Prestazioni decrescenti delle pdc alle basse temperature esterne
VANTAGGI:
• Utilizzo della fonte aria come fluido primario: gratuita e presente ovunque, permette il contenimento dei costi di installazione rispetto alle altre tipologie
• Nessun iter autorizzativo (per pozzi e scarico)
• Temperature medie italiane consentono efficienze molto elevate (es. T media invernale di Milano di 7,6°C)
• Mercato europeo in forte crescita
1. Tipologie di pompe di calore presenti sul mercato
•Mercato europeo delle pompe di calore elettriche
1998 - 2007
1. Tipologie di pompe di calore presenti sul mercato
•Mercato italiano delle pompe di calore elettriche
2010 - 2012
* Da Agosto 2010
*
2. Pompa di calore aria – acqua : ciclo frigorifero
La pompa di calore utilizza l’energia termica presente nell’aria circostante per produrre acqua calda o fredda.
Il sistema, utilizzando l’aria disponibile gratuitamente nell’ambiente, risulta più efficiente rispetto alle tecnologie tradizionali perché l’alimentazione è necessaria solo per il funzionamento del compressore, dell’elettronica, delle pompe e del riscaldamento ausiliario.
Il calore sottratto dall’ambiente esterno viene portato ad un livello di temperatura più alto attraverso il ciclo frigorifero.
Questo si compone di quattro elementi essenziali:
1. EVAPORATORE 2. COMPRESSORE 3. CONDENSATORE
4. VALVOLA DI LAMINAZIONE
2a
2
4
1. L’unità esterna svolge la funzione di scambio termico con l’ambiente ed immagazzina calore tramite il fluido termovettore R410A.
2. Lo scambiatore di calore trasmette all’acqua l’apporto calorifico, proveniente dal gas in arrivo dall’unità esterna. L’acqua raggiunge così la temperatura desiderata che viene utilizzata per il riscaldamento domestico e per gli usi sanitari.
Il modulo idraulico gestisce le priorità di fornitura.
1 2
2. Pompa di calore aria – acqua : ciclo frigorifero
Energia termica fornita COP =
Energia assorbita
Per una pompa di calore:
Energia termica resa (kW) COP =
Energia elettrica impiegata (kW)
Analogo è il calcolo del coefficiente di prestazione in regime estivo EER
Energia frigorifera fornita EER =
Energia assorbita
2. Pompa di calore aria – acqua : ciclo frigorifero
2. Pompa di calore aria – acqua : ciclo frigorifero
Grazie alle tecnologie attuali le pompe di calore sono in grado di funzionare
anche a temperature molto basse (-20°C)
3. Confronto con sistemi di riscaldamento tradizionali
• Riduzione emissioni CO2
• Prestazioni ed efficienza energetica elevate
• Aumento classificazione energetica dell’abitazione (conseguente aumento di valore)
•Contenimento opere murarie ( canna fumaria, posa tubazioni ad ingombro ridotto)
• Sicurezza nell’installazione e nell’esercizio
• Ingombri ridotti
• Velocità di installazione
• Scelta di diversi terminali (termosifoni, pannelli radianti, ventilconvettori)
• Versatilità di funzionamento (Caldo / Freddo)
• Possibilità di contatore dedicato (agevolazione nelle tariffe)
3. Confronto con sistemi di riscaldamento tradizionali
1.Pompa di Calore 2. Riscaldamento elettrico
Oltre il 75% dell’energia nelle abitazioni è utilizzata per il riscaldamento e l’acqua calda sanitaria.
Con una pompa di calore, fino al 75% del calore prodotto è gratuito poiché viene ricavato dall’aria esterna.
L’aria esterna è una fonte energetica illimitata e sempre disponibile. Il suo impiego mediante una pompa di calore, oltre ad essere gratuito, non richiede nessun tipo di autorizzazione.
• Riduzione dei consumi fino ad un quarto rispetto a sistemi di riscalmento tradizionali.
• Rispetto a sistemi di riscaldamento a combustione, non si è soggetti a dipendenza dal prezzo del combustibile ed a rischi nell’importazione. Allo stesso tempo, l’impiego di una pompa di calore permette di produrre CO2 4 volte in meno rispetto ad un sistema tradizionale.
• Le nuove normative nazionali ed europee prendono sempre più in considerazione fonti di energia rinnovabili come sistemi di riscaldamento primario arrivando fino ad imporne l’utilizzo per la produzione di una quota parte di energia.
• L’installazione della canna fumaria non risulta più necessaria e la mancanza di manutenzioni periodiche e di misurazioni delle emissioni contribuiscono ad abbattere i costi operativi.
3. Confronto con sistemi di riscaldamento tradizionali
3. Confronto con sistemi di riscaldamento tradizionali
• Riduzione impatto ambientale – Effetto serra
TIPO COMBUSTIBILE EMISSIONI SPECIFICHE
EMISSIONI AL Kwh
GAS METANO 2 KgCO2/Mc 200 g CO2/kWh(t)
GASOLIO 2,6 KgCO2/Mc 270 g CO2/kWh(t)
ENERGIA ELETTRICA
PER PDC 0,5 KgCO2/kWh 170 g CO2/kWh(t) COP=3
* 500 g CO2 per ogni kWh prodotto, come media nazionale Rendimento pari al 100% per i combustibili
COP PdC = 3
