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Oggi vorrei rispondere a una domanda che probabilmente vi state ponendo se state cercando una pompa di calore per sostituire il vostro sistema di riscaldamento fossile o elettrico. In effetti, probabilmente volete calcolare il consumo della vostra futura pompa di calore e sapere se sarà redditizia o meno. Poi vi chiederete quanto tempo funzionerà al giorno.
D'altra parte, se state pensando di acquistare una pompa di calore aria-acqua, potreste avere qualche esitazione su dove posizionare l'unità esterna in giardino e preferire sapere prima quanto tempo rimarrà accesa durante il giorno per decidere la posizione migliore.
In questo articolo esamineremo il funzionamento della pompa di calore, discuteremo i fattori chiave che influenzano il tempo di funzionamento di una pompa di calore durante il giorno e forniremo alcuni suggerimenti su come ottimizzare questo tempo di funzionamento giornaliero.
Per quanto tempo funziona una pompa di calore al giorno? In media, una pompa di calore può funzionare tra le 6 e le 8 ore al giorno. Tuttavia, ciò dipende da una serie di fattori, tra cui le dimensioni della pompa, la temperatura esterna, l'isolamento dell'abitazione e il fabbisogno energetico della famiglia.
I principi di funzionamento di una pompa di calore
I diversi tipi di pompe di calore
Prima di andare avanti, diamo un'occhiata ai diversi tipi di pompe di calore. In effetti, ognuna di esse è diversa dall'altra e il suo tempo di funzionamento giornaliero varia in tal misura. Ma tutte si basano sullo stesso principio di base, ovvero la cattura di calorie da una fonte "libera" nell'ambiente, per trasferirle al mezzo che trasporta il calore nell'abitazione.
La pompa di calore aria-aria
Conosciuto anche come condizionamento reversibile, cattura le calorie presenti nell'aria esterna grazie a un'unità esterna contenente un evaporatore e il necessario circuito di refrigerazione. Queste calorie, calde o fredde, vengono catturate dal refrigerante che le trasporta al condensatore dove avviene la condensazione (o l'evaporazione nel caso del condizionamento). Il calore viene quindi rilasciato nell'aria della stanza. Questo tipo di pompa di calore è più comunemente utilizzato per la climatizzazione di uffici o abitazioni e per sostituire il riscaldamento elettrico, poiché non è necessario installare radiatori.
La pompa di calore aria-acqua
La pompa di calore aria-acqua è la più diffusa perché è la più facile da installare e molto popolare quando si sostituisce il riscaldamento a combustibili fossili. Cattura il calore dall'aria esterna come la sua cugina aria-aria. Lo distribuisce poi all'acqua del sistema di riscaldamento dell'abitazione nello stesso modo. Soggetto a numerose sovvenzioni nella maggior parte dei Paesi, è ad oggi il leader di mercato. È ideale per sostituire il riscaldamento a gasolio, a gas o elettrico puro.
La pompa di calore geotermica
Un po' più lussuosa, perché più costosa, la pompa di calore geotermica raccoglie le calorie nel terreno attraverso sonde verticali o orizzontali in cui circola un fluido antigelo che stabilisce uno scambio termico con il terreno. Poi le calorie vengono restituite all'acqua della casa. Perfetto per sostituire i sistemi di riscaldamento a combustibili fossili, riceve anche un notevole sostegno. Ma è più complesso da realizzare a causa della trivellazione che deve essere effettuata, operazione non certo piacevole per il giardino. Il suo COP o coefficiente di rendimento è uno dei più alti.
La pompa di calore acqua-acqua
Seguendo lo stesso principio del modello precedente, cattura il calore da una fonte d'acqua come un lago, un fiume o una falda acquifera. Poiché questi elementi naturali non sono facilmente disponibili nelle vicinanze di una casa, è meno diffuso. Tuttavia, ha anche i suoi vantaggi. Il suo COP è il più alto, raggiungendo 6 o 7, il che gli permette di mostrare il miglior risparmio energetico di tutti i suoi cugini.
Il ciclo di refrigerazione
Per comprendere il principio della pompa di calore, è importante ricordare che essa si basa sul circuito di refrigerazione, che a sua volta contiene 4 elementi essenziali:
Il compressore Questo comprime il refrigerante, aumentandone la temperatura e la pressione.
Il condensatore Il refrigerante viene utilizzato per rilasciare il calore contenuto nelle calorie all'acqua o all'aria della casa.
Il regolatore : Abbassa la pressione e la temperatura del refrigerante prima che entri nell'evaporatore.
L'evaporatore Evaporazione: consente di estrarre calore dall'ambiente (aria, acqua, suolo) e di trasferirlo al fluido, che si trasforma in vapore (l'evaporazione è una reazione endotermica che di conseguenza assorbe calore dall'ambiente, a differenza della condensazione che è esotermica).
Quali fattori influenzano il tempo di funzionamento della pompa di calore durante il giorno?
Il tempo di funzionamento giornaliero di una pompa di calore non è una cifra fissa che si possa indicare con certezza. Dipende da troppi fattori, tra cui le dimensioni della pompa di calore, la temperatura esterna, l'isolamento e le esigenze della famiglia interessata.
Le dimensioni della pompa di calore
In questo caso è tutta una questione di dimensionamento. Una pompa di calore troppo piccola funzionerà più a lungo per raggiungere la temperatura desiderata. Una pompa di calore troppo grande tenderà a funzionare a intermittenza, accendendosi e spegnendosi frequentemente, il che può ridurne l'efficienza e la durata. L'installatore giusto sarà in grado di fornirvi il dimensionamento perfetto.
La temperatura esterna
Naturalmente, la pompa di calore funziona più a lungo in inverno che nelle mezze stagioni o in estate, quando non dovrebbe funzionare, tranne forse nelle zone montane. Più fa freddo, più la pompa di calore deve lavorare per estrarre calore dall'aria e raggiungere la temperatura desiderata. Quando fa più caldo, invece, accade il contrario.
Isolamento della casa
Una casa correttamente isolata mantiene più a lungo il calore estratto dall'ambiente e quindi fa sì che la pompa di calore funzioni meno a lungo durante il giorno.
Un isolamento insufficiente, invece, ha l'effetto opposto, in quanto richiede alla pompa di calore di produrre nuovo calore il più delle volte, lasciandola in funzione tutto il giorno senza fermarsi, al massimo.
Ecco perché dovreste evitare di installare pompe di calore nei depositi termici, a meno che non siate degli ecologisti e non vogliate guadagnare sulle spalle di clienti poco attenti o poco informati. Il che non è il vostro caso, ora che avete letto questo articolo.
Fabbisogno energetico delle famiglie
Se siete una coppia senza figli e lavorate tutto il giorno, il vostro fabbisogno energetico è molto più basso rispetto a quello di una coppia con due figli, in cui un genitore rimane a casa per occuparsi dei bambini. A maggior ragione se la pompa di calore fornisce acqua calda sanitaria. Per farsi un'idea, quindi, è necessario tenere conto delle abitudini della propria famiglia.
Solo riscaldamento o riscaldamento + acqua calda sanitaria?
Anche il sistema di riscaldamento a pompa di calore svolge un ruolo importante. Infatti, se avete scelto di produrre l'acqua calda sanitaria direttamente tramite la pompa di calore, anziché con un serbatoio termodinamico o con un sistema a resistenza elettrica pura, la vostra pompa di calore funzionerà un po' di più ogni giorno per garantire la temperatura dell'acqua calda nel serbatoio. Inoltre, bisogna tenere presente che il serbatoio dell'acqua calda (ACS) deve essere periodicamente riscaldato a oltre 65°C per uccidere i batteri che causano la legionella. La pompa di calore funzionerà tra i 10 e i 15% in più se si produce acqua calda sanitaria con essa, rispetto all'opzione che prevede solo il riscaldamento. E se la famiglia consuma molta acqua calda, la cifra può aumentare.
In genere, al di sotto degli 800 metri di altitudine, si considerano 2000 ore di funzionamento all'anno per il solo riscaldamento e 2300 ore per il riscaldamento + acqua calda.
Impostazione della temperatura interna
Siete molto parsimoniosi e non esitate a tirare fuori il maglione per superare i 18-19°C in salotto? Allora la vostra pompa di calore funzionerà logicamente per meno tempo rispetto a quella di una famiglia che ama divertirsi con temperature di 25°C e oltre in salotto! (Li chiameremo gli eco-delinquenti :)) La stessa logica vale in estate se la vostra pompa di calore funge da condizionatore d'aria e a voi piace avere freddo come negli hotel di Dubai! La pompa di calore funzionerà molto di più.
In breve, avete capito la logica. Questi 5 criteri dipendono fortemente dalle vostre abitudini o esigenze e hanno un impatto importante sulla durata del funzionamento di una pompa di calore durante il giorno e quindi sul suo consumo di elettricità.
Quanto dura una pompa di calore al giorno, in dettaglio?
Tempo medio di funzionamento stimato di una pompa di calore
È difficile fornire una stima di questo tempo, poiché dipende dalla situazione personale. Tuttavia, si stima che in media una pompa di calore funzioni per 6-10 ore al giorno. Ciò si adatta bene a una stima di 2000 ore di funzionamento all'anno, se consideriamo che la pompa di calore funziona durante gli 8 mesi più freddi, circa 8 ore al giorno. In effetti: 8 * 30 *8 = 1920 ore, quasi 2000 ore. Se si utilizza l'acqua calda, bisogna contare un po' di più.
Ecco una tabella in base ai diversi casi: si tratta di una stima approssimativa e media basata sull'ipotesi che ci troviamo in pianura (altitudine inferiore a 800 m), e che giriamo 8 mesi all'anno. Da ottobre a maggio.
|Solo riscaldamento||Riscaldamento + acqua calda|
|Meno di 800 m di altitudine||2000 ore all'anno|
8h20 al giorno
|2300 ore all'anno|
9,5 ore al giorno
|Oltre 800 m di altitudine||2300 ore all'anno|
9,5 ore al giorno
|2500 ore all'anno|
10,5 ore al giorno
Variazione stagionale
Naturalmente in inverno queste stime sulla durata di funzionamento di una pompa di calore in un giorno presentano una variazione verso l'alto. Mentre nelle mezze stagioni queste stime sono un po' troppo alte. Prendiamo la media.
L'autunno è primavera
Questo periodo è chiamato "mezza stagione" e la richiesta di riscaldamento o condizionamento è spesso più bassa, a causa delle temperature più miti. La pompa di calore funziona per un periodo di tempo più breve, a seconda della temperatura richiesta nell'ambiente.
Inverno
La domanda è massima a causa del clima più rigido. A seconda delle vostre abitudini, la pompa di calore funzionerà più a lungo per soddisfare le vostre esigenze di comfort.
Estate
Niente riscaldamento, a meno che non si viva in una regione degna del lago Baikal. Ma avete comunque bisogno di acqua calda per il vostro comfort. Quindi la pompa di calore funzionerà al minimo, a meno che non funzioni solo in riscaldamento. Inoltre, potreste aver optato per una pompa di calore reversibile che fornisce aria condizionata, nel qual caso funzionerà anche in estate, per un periodo più o meno lungo a seconda del set point di raffreddamento.
Come posso ottimizzare il tempo di funzionamento della pompa di calore in modo che funzioni meno durante il giorno?
Vediamo brevemente le leve che si possono utilizzare per influenzare il tempo di funzionamento della pompa di calore durante il giorno.
Dimensionamento
La giusta dimensione della pompa di calore eviterà spiacevoli sorprese a più livelli, sia in termini di consumo energetico, sia di rumorosità, sia di durata del funzionamento durante il giorno. Infatti, la giusta dimensione consente di avere una pompa di calore che funziona ragionevolmente entro le 8 ore al giorno o meno, a seconda delle abitudini. Una pompa di calore troppo piccola, invece, farà rapidamente satellite questo valore, degradando l'apparecchiatura e prosciugando il vostro portafoglio. Chiedete sempre al vostro installatore un rapporto di dimensionamento e fatelo controllare da un esperto se avete dei dubbi.
Migliorare l'isolamento della casa
Va da sé che un migliore isolamento vi permetterà di installare innanzitutto una pompa di calore più piccola, che sarà più economica e consumerà meno elettricità. D'altra parte, la vostra casa tratterrà il calore più a lungo e ridurrà il tempo di funzionamento della pompa di calore.
Utilizzo di un termostato programmabile
Per una regolazione ottimale della temperatura interna, potete utilizzare un termostato programmabile, in modo da comunicargli le vostre abitudini di vita e far sì che la pompa di calore non funzioni a vuoto. Quando non siete presenti, potete abbassare la temperatura dell'ambiente automaticamente o a distanza e rialzarla, ad esempio, un'ora prima del vostro arrivo. È risaputo che la domotica consente di risparmiare energia.
Manutenzione del PAC
Infine, una manutenzione regolare, almeno ogni due anni, se possibile ogni anno, eviterà che i filtri si intasino e facciano funzionare la pompa di calore più a lungo inutilmente. In questo modo sarà possibile controllare il livello del fluido; se è troppo basso o se c'è una perdita, la pompa di calore funzionerà più a lungo al giorno per fornire la stessa potenza.
Dopo aver studiato ingegneria meccanica, Julian è entrato nel mondo del ingegneria climatica nel 2009. Dopo aver maturato la sua esperienza nel settore ventilazionee poi nel riscaldamento produttori di origine tedesca, è diventato un imprenditore nel settore della energie rinnovabili e in particolare uno specialista in pompa di calore e pannelli solari sistemi fotovoltaici per ilhabitat individuale.