Pompe di calore: una nuova app per selezionarle
Le pompe di calore sono da tre a cinque volte più efficienti di una caldaia a combustibile fossile. Ma costano un po’ di più per l’acquisto e l’installazione. Ciò significa che per determinare il tempo di ammortamento di una pompa di calore è necessario conoscere i suoi costi di esercizio.
Per fortuna l’aiuto è a portata di mano! Lo strumento My Heat Pump, sviluppato da SoftHVAC per EHPA, l’Associazione Europea delle Pompe di Calore, è in grado di calcolare il costo dell’energia elettrica consumata da una pompa di calore durante un anno e di confrontarlo con il costo dell’utilizzo di una caldaia elettrica, a gas, a combustibile solido o a combustibile liquido.
Heat Pump – European Heat Pump Association (ehpa.org)
Inoltre, mostra anche le emissioni di CO2 derivanti dalla piccola quantità di elettricità consumata da una pompa di calore – a seconda dell’area geografica in cui ci si trova – e le confronta con le emissioni derivanti dalla combustione di gas, combustibile solido o liquido.
Di seguito le diverse sezioni dello strumento.
Tariffe
Per calcolare il costo del vettore energetico consumato, l’utente inserisce i prezzi di questi vettori energetici nella regione in questione.
Per l’energia elettrica è possibile selezionare una tariffa singola o doppia (giorno e notte) per l’energia elettrica e osservare il risparmio dovuto all’uso della tariffa doppia, poiché l’energia elettrica è più economica di notte.
Climatologia
Per eseguire il calcolo più accurato, l’applicazione utilizza il database delle temperature dell’aria esterna di ogni giorno degli ultimi 10-15 anni per una determinata città.
L’utente seleziona la città tra le 187 attualmente disponibili – questa operazione può essere effettuata anche tramite la mappa. Verranno utilizzati i dati di temperatura media recente di quella città.
Se la città desiderata non è presente nell’elenco, è possibile selezionare la città più vicina nel raggio di 200 km, per avere dati meteo simili.
Oggi l’applicazione contiene 187 città. Inoltre, è possibile inviare una richiesta allo sviluppatore per aggiungere una nuova città.
Utilizzo del calore
In questa sezione è possibile selezionare uno o più tipi di riscaldamento:
- Riscaldamento.
- Fornitura di acqua calda.
- Aerazione.
- È necessario inserire le capacità di funzionamento dei riscaldatori nell’arco delle ventiquattro ore.
Per la fornitura di acqua calda è possibile selezionare la priorità di funzionamento rispetto al riscaldamento.
Se la priorità è attiva (di norma è attiva), durante il consumo di acqua calda, il riscaldamento dell’impianto viene interrotto. Ciò consente di ridurre la capacità della pompa di calore e il suo costo.
Se la priorità è disattivata, il riscaldamento viene eseguito simultaneamente sia per l’impianto di riscaldamento che per l’erogazione di acqua calda.
Pompa di calore
È possibile selezionare il tipo di pompa di calore: ad aria o geotermica.
La fonte di calore di una pompa di calore ad aria è l’aria esterna, mentre per una pompa di calore geotermica è il terreno o l’acqua di falda.
In questa sezione si inserisce anche il coefficiente di conversione dell’energia elettrica in termica (‘COP’), alla rispettiva temperatura dell’aria esterna e del vettore termico. Questi dati sono riportati nella documentazione tecnica della pompa di calore.
Modalità di funzionamento
Sono disponibili due modalità di funzionamento della pompa di calore: bivalente o monovalente.
Modalità monovalente – la pompa di calore ha una capacità pari o superiore alla capacità massima dell’impianto. Ad esempio, se la capacità dell’impianto di riscaldamento è di 15 kW, la pompa di calore deve essere selezionata anche per 15 kW.
Modalità bivalente – la pompa di calore ha una capacità inferiore alla capacità massima del sistema e la capacità mancante è compensata da un dispositivo di riscaldamento elettrico separato.
La temperatura a cui si accende il radiatore elettrico è detta temperatura bivalente.
Ci si può chiedere perché sia necessario un sistema di riscaldamento elettrico, visto che è meno efficiente di una pompa di calore. È una questione legata al clima.
Consideriamo il caso della città di Praga:
La temperatura minima del periodo di riscaldamento è di -12 °C.
La temperatura massima del periodo di riscaldamento è di +12 °C.
Il numero di giorni del periodo di riscaldamento è di 215 giorni.
La capacità del sistema di riscaldamento è di 15 kW.
Se si considerano i dati climatologici, la temperatura è stata compresa tra -12 e -3 °C solo per il 9,3% della durata del periodo di riscaldamento (20 giorni su 215).
Quindi, possiamo scegliere una capacità della pompa di calore sufficiente fino alla temperatura di -3 °C (temperatura bivalente), mentre a temperature inferiori e più insolite si accenderebbe un dispositivo di riscaldamento elettrico in aggiunta alla pompa di calore (vedi Figura sotto).
In questo caso, la capacità della pompa di calore a -12 °C sarà di 7,5 kW e la capacità del riscaldatore elettrico sarà anch’essa di 7,5 kW. La quantità di calore prodotta dal sistema elettrico sarà solo del 4,67% all’anno.
In questo modo, si è riusciti a ridurre la capacità della pompa di calore del 50% (da 15 kW a 7,5 kW) e di conseguenza il suo costo, con un aumento minimo del consumo di energia elettrica.
Il colore blu del diagramma “Temperatura bivalente” indica l’area di funzionamento della pompa di calore e il colore rosso l’area di funzionamento del riscaldatore elettrico.
Tramite il cursore “Livello” è possibile modificare il rapporto tra la capacità della pompa di calore e del riscaldatore elettrico, modificando anche la temperatura bivalente. Si consiglia di regolare la temperatura bivalente in modo che il calore prodotto dal riscaldatore elettrico sia qte ≤ 5 %/anno.
Risultati
La sezione “Risultati” presenta i dati principali:
- Costo di utilizzo di una pompa di calore, di una caldaia elettrica, a gas, a combustibile solido e liquido per anno.
- Capacità della pompa di calore.
- Capacità del riscaldatore elettrico.
- Prestazioni termiche di un riscaldatore elettrico.
- Temperatura bivalente.
- Calore utile fornito.
- Consumo di energia elettrica.
È possibile ottenere un risultato di calcolo più completo scaricando il rapporto come file Excel.
Inoltre, vengono creati numerosi grafici:
- Costo del vettore energetico.
- Prestazioni termiche Calore fornito.
- COP medio.
- Consumo di energia elettrica.
- Emissioni di CO2.
- Il calcolo delle emissioni di CO2e per la pompa di calore e la caldaia elettrica viene effettuato sulla base delle emissioni di CO2 dell’energia elettrica prodotta e importata nel Paese selezionato. Questi dati cambiano continuamente nei diversi Paesi, quindi vengono aggiornati regolarmente anche nell’applicazione.
Come salvare e aprire gli schemi di calcolo
Il risultato può essere scaricato e poi caricato dal file di progetto, in modo da poterlo riaprire per visualizzarlo o modificarlo in futuro.
Conclusioni
Con questo strumento è possibile
- Selezionare la pompa di calore più appropriata.
- Determinare il periodo di ammortamento di una pompa di calore.
- Fornire a un potenziale cliente un calcolo grafico per convincerlo all’acquisto.
- Confrontare il rapporto costo-efficacia delle pompe di calore di diversi produttori.
- Identificare le città in cui una pompa di calore è economicamente più conveniente.
- Verificare la riduzione delle emissioni di gas serra di una pompa di calore rispetto alle caldaie a combustibile.
Fonte articolo: How much does my heat pump cost to run? – European Heat Pump Association
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