Pompe di calore - Federal Council

Pompe di calore

Pompe di caloreProgettazione, costruzione e funzionamento

d'impianti di pompe di calore elettriche

Programma d'impulso RAVEL - Uso razionale dell'elettricitàUfficio federale dei problemi congiunturali

Pompe di calore

«RAVEL nel settore del calore»in cinque fascicoli

Direzione generale: Hans Rudolph Gabathuler

In un prossimo futuro le tecniche efficienti sul pianoenergetico diventeranno vieppiù importanti. Nei libri ditesto odierni è possibile reperire ben poco materialeconcernente questo tema. In tre corsi RAVEL –«Ricupero del calore ed utilizzazione del caloreresiduo», «Pompe di calore», nonché «Produzionecombinata di forza e calore» – le progettiste ed iprogettisti possono formarsi ulteriormente in questosettore promettente. La collana di pubblicazioni cheapparirà a questo proposito «RAVEL nel settore delcalore» è composta da cinque fascicoli. Essi possonoessere ordinati presso l'Ufficio centrale federale deglistampati e del materiale, 3003 Berna.

Fascicolo 1: Elettricità e calore - Basi e correlazioni (n. d'ord. 724.357i)

Fascicolo 2: Ricupero del calore ed utilizzazionedel calore residuo (n. d'ord. 724.355i)

Fascicolo 3: Pompe di calore (n. d'ord. 724.356i)

Fascicolo 4: Produzione combinata di forza e calore (n. d'ord. 724.358i)

Fascicolo 5: Circuiti standardizzati

Osservazioni importanti

Indicazioni nell'ambito della collana «RAVEL nel settore del calore» (cfr. sopra)

Bibliografia specializzata

Indicazioni concernenti i programmi per PC

Esempi di calcolo

Denominazioni, simboli ed abbreviature a pagina 59

Indice analitico alle pagine 60/61

Autori

Thomas Baumgartner, Ufficio d'ingegneria per l'impiantistica, Bettlistrasse 35, 8600 Dübendorf

Hans Rudolph Gabathuler, Gabathuler AG, Kirchgasse 23, 8253 Diessenhofen

Hans Mayer, Gabathuler AG, Kirchgasse 23, 8253 Diessenhofen

Gyula Szokody, Hoval Herzog AG, General-Wille-Strasse 210, 8707 Feldmeilen

Redazione e veste tipografica

Hans Rudolph Gabathuler, Gabathuler AG, Kirchgasse 23, 8253 Diessenhofen

Grafica

Monica Ehrat, 8240 Thayngen

Organizzazioni responsabili

INFEL Centro d'informazione per l'utilizzazione dell'elettricità,Lagerstrasse 1, 8021 Zurigo

APSLI Associazione padronale svizzera lattonieri e installatori,Auf der Mauer 11, 8023 Zurigo

ISBN 3-905233-31-2Edizione originale: ISBN 3-905233-09-6

Copyright © Ufficio federale dei problemi congiunturali, 3003 Berna, giugno 1993.La riproduzione parziale è autorizzata purché sia citata la fonte.Il presente manuale può essere ordinato presso l'Ufficio centralefederale degli stampati e del materiale (UCFSM), 3003 Berna (n. d'ord. 724.356 i)

Form. 724.356 i 11.94 700 U19657

3

Prefazione

Il programma di promozione «Edilizia ed Energia»,della durata totale di 6 anni (1990-1995), è compostodai tre programmi d'impulso seguenti:– PI EDIL - Manutenzione e rinnovamento

delle costruzioni – RAVEL - Uso razionale dell'elettricità– PACER - Energie rinnovabili.Questi tre programmi d'impulso sono realizzati instretta collaborazione con l'economia privata, le scuolee la Confederazione. Il loro scopo è quello dipromuovere una crescita economica qualitativa. In taleottica essi devono sfociare in un minor sfruttamentodelle materie prime e dell'energia, con un maggiorericorso al capitale costituito dalle capacità umane.Il fulcro delle attività di RAVEL è costituito dalmiglioramento della competenza professionalenell'impiego razionale dell'energia elettrica. Oltre agliaspetti della produzione e della sicurezza, che finoraerano in primo piano, deve essere dato ampio risaltoall'aspetto costituito dal rendimento. Sulla base di unamatrice del consumo, RAVEL ha definito in modoesteso i temi da trattare. Oltre alle applicazionidell'energia elettrica negli edifici vengono presi inconsiderazione anche i processi nell'industria, nelcommercio e nel settore delle prestazioni di servizio. Igruppi mirati sono adeguatamente svariati:comprendono i professionisti di ogni livello, nonché iresponsabili delle decisioni che si devono esprimere inmerito a decorsi ed investimenti essenziali per quantoconcerne il consumo dell'energia elettrica.

Corsi, manifestazioni, pubblicazioni, videocassette, ecc.Gli obiettivi di RAVEL saranno perseguiti medianteprogetti di ricerca volti all'ampliamento delleconoscenze di base e – a partire dallo stesso principio –mediante la formazione, il perfezionamento el'informazione. La divulgazione delle conoscenze èorientata verso l'impiego nella prassi quotidiana e sibasa essenzialmente su manuali, corsi emanifestazioni. Si prevede di organizzare ogni anno uncongresso RAVEL durante il quale, di volta in volta, siinformerà, discutendone in modo esauriente, in meritoai nuovi risultati, sviluppi e tendenze della nuova edaffascinante disciplina costituita dall'impiego razionaledell'elettricità. Il bollettino «IMPULSO», pubblicato dueo tre volte all'anno, fornirà dettagli concernenti questeattività ed informerà gli interessati in merito all'offertadi perfezionamento ampia ed orientata a seconda deisingoli gruppi d'interesse. Tale bollettino può essereordinato in abbonamento (gratuito) presso l'Ufficiofederale dei problemi congiunturali, 3003 Berna. Ognipartecipante ad un corso o ad una manifestazioneorganizzati nell'ambito del programma riceve unadocumentazione. Essa consiste essenzialmente della

pubblicazione specializzata elaborata a questo scopo.Tutte queste pubblicazioni possono pure essereordinate presso l'Ufficio centrale federale deglistampati e del materiale (UCFSM), 3003 Berna.

CompetenzePer poter fronteggiare questo programma ambiziosodi formazione è stato scelto un concetto diorganizzazione e di elaborazione che, oltre allacollaborazione competente di specialisti, garantisceanche il rispetto dei punti d'interazione nel settoredell'impiego dell'energia elettrica, nonchédell'assistenza necessaria da parte di associazioni escuole del ramo interessato. Una commissionecomposta dai rappresentanti delle associazioni, dellescuole e dei settori professionali interessati stabilisce icontenuti del programma ed assicura la coordinazionecon le altre attività che perseguono l'uso razionaledell'elettricità. Le associazioni professionali siassumono anche l'incarico di organizzare i corsi diperfezionamento professionale e le campagned'informazione. Della preparazione di queste attività èresponsabile la direzione del progetto composta daisignori Dott. Roland Walthert, Werner Böhi, Dott. EricBush, Jean-Marc Chuard, Hans-Ruedi Gabathuler, JürgNipkow, Ruedi Spalinger, Dott. Daniel Spreng, FelixWalter, Dott. Charles Weinmann, nonché EricMosimann, UFCO. Nell'ambito delle propriecompetenze l'elaborazione è eseguita da gruppi diprogettazione che devono risolvere singoli problemi(progetti di ricerca e di trasformazione) per quantoconcerne il contenuto, l'impiego del tempo ed i costi.

DocumentazioneDopo una procedura di consultazione e la provad'impiego nel corso di una manifestazione pilota, lapresente documentazione è stata rielaborata con cura.Gli autori erano tuttavia liberi di valutare, tenendoneconto secondo il proprio libero apprezzamento, idiversi pareri in merito a singoli problemi. Essi siassumono anche la responsabilità dei testi. Le lacuneche venissero alla luce durante l'applicazione praticapotrebbero essere eliminate in occasione diun'eventuale rielaborazione. L'Ufficio federale deiproblemi congiunturali, il redattore responsabile o ildirettore del corso (cfr. p. 2) saranno lieti di riceveresuggestioni a tale proposito. In questa sededesideriamo ringraziare tutte le persone che hannocontribuito alla realizzazione della presentepubblicazione.

Prof. Dott. Beat Hotz-HartVicedirettore dell'Ufficio federaledei problemi congiunturali

Prefazione

Indice

4

1. Tecnica delle pompe di calore 51.1 RAVEL e la tecnica delle pompe di calore 5

Come funziona una pompa di calore? 5Qual è la relazione tra la tecnica dellepompe di calore e RAVEL? 5Limiti 5

1.2 Definizioni 7Limiti del bilancio e caratteristiche 7Amplificazione elettrotermica 7Sistemi di costruzione 7

1.3 Elementi costruttivi 8Compressori 8Evaporatore 9Condensatore 10Valvola d'espansione 10Dispositivi di sicurezza 10Dispositivo di sbrinamento 11

1.4 Mezzi refrigeranti 121.5 Applicazioni speciali 13

Pompe di calore per il ricupero del calore e l'utilizzazione del calore residuo 13Scaldacqua con pompa di calore 13Piccola pompa di calore 13Deumidificatori delle pompe di calore 13

1.6 Tendenze evolutive 14

2. Indicazioni concernenti la progettazione 15

2.1 Prestazioni 152.2 Diagramma della potenza a dipendenza

dalla temperatura 152.3 Tipi di funzionamento 16

Funzionamento monovalente 16Funzionamento bivalente-parallelo 16Funzionamento bivalente-alternativo 17Caso particolare «funzionamento monoenergetico» 17

2.4 Condizioni d'impiego 18Sfruttamento diretto o indiretto? 18Temperatura d'uscita del condensatore: variabile o costante? 18Scelta del mezzo refrigerante 19Scelta del prodotto antigelo 19

2.5 Fonti di calore 20Acqua freatica 20Acque di superficie 21Terreno 22Aria esterna 23Calore geotermico 23Calore residuo 24Qual è la migliore fonte di calore? 24

2.6 Valori di riferimento concernenti la progettazione 25 Grandezza determinante «tolleranza dei prodotti» 25 Grandezza determinante«perditadi pressionedell'evaporatore e del condensatore» 25Grandezza determinante «perdita dipressione delle sonde geotermiche» 26Grandezza determinante «tipo di funzionamento» 26

2.7 Costi 28Costi d'investimento 28Tariffe dell'elettricità 28

3. Dimensionamento 293.1 Circuiti standardizzati 293.2 Tre formule 293.3 Evitare gli errori 303.4 Accumulatori 35

Disaccoppiamento idraulico 35Accumulatori tecnici, accumulatori termici 35Carica graduale, carica stratificata 35Differenza di temperatura nel condensatore, punto d'inserimentoe di disinserimento 36

4. Caso pratico 414.1 Situazione iniziale 414.2 Diagramma della potenza a dipendenza

dalla temperatura 424.3 Pompa di calore 42

Scelta della pompa di calore 42Pompa del condensatore 43Pompa dell'evaporatore 43

4.4 Accumulatore 44Contenuto dell'accumulatore 44Impedire la circolazione difettosa nell'accumulatore! 44

4.5 Caldaia 44Potenza della caldaia 44Valvola di regolazione, pompa della caldaia 45

4.6 Caratteristiche 45Coefficiente di rendimento ε (valore istantaneo) 45COP (valore istantaneo) 45Coefficiente di lavoro annuo CLA 46Amplificazione elettrotermica AET 46

4.7 Redditività 474.8 Calcolo con il computer 48

5. Procedura d'autorizzazione 495.1 Azienda elettrica 49

Domanda di allacciamento 49Limitazione della corrente di avviamento 49

5.2 Fonte di calore 505.3 Prescrizioni ulteriori 52

Isolamento acustico 52Aerazione dei locali 52Istallazione ed accessibilità 52

6. Ottimizzazione dell'esercizio e controllo dei risultati 53

6.1 Strumentazione 536.2 Registrazione manuale dei dati e valutazione 556.3 Registrazione automatica dei dati

e valutazione 556.4 Controllo dei risultati 576.5 Controllo del funzionamento 57

Denominazioni, simboli, abbreviature 59

Indice analitico 60

Indice

5

1. Tecnica delle pompe di calore

1.1 RAVEL e la tecnica delle pompe di calore

Come funziona una pompa di calore?

La pompa di calore (abbreviatura: PC) è un dispositivoche preleva un flusso termico a bassa temperatura e locede nuovamente ad una temperatura più elevatamediante l'apporto di energia pregiata. La pompa dicalore lavora secondo il principio del processo ciclico.Con questo il trasporto del calore avviene mediante unmezzo refrigerante che modifica il proprio statod'aggregazione (liquido, gassoso) durante il ciclo.

Il ciclo ed il sistema di funzionamento dellapompa di calore sono descritti in modoesauriente nel fascicolo 1, capitoli 2.1 e 3.2

Qual è la relazione tra la tecnica delle pompe dicalore e RAVEL?

Le pompe di calore necessitano però di energiaelettrica supplementare! Ciò è vero fino ad un certopunto, poiché RAVEL considera la tecnica delle pompedi calore quale parte di un concetto globale per laproduzione efficiente di calore e di energia elettrica.Ciò significa da un lato che i riscaldamenti elettrici aresistenza – ovunque ciò sia possibile con un dispendioragionevole – possono essere sostituiti da pompe dicalore. D'altro canto nella costruzione d'impianti per laproduzione combinata di forza e calore deve essereperseguita una strategia ambientale, cioè, in altreparole: nonostante la produzione di energia elettricamediante vettori energetici fossili, l'ambiente deveessere inquinato molto meno di quanto non lo è statofinora. Ciò è possibile se una parte della correntedell'unità forza-calore è utilizzata in amplificatorielettrotermici (figura 1). La pompa di calore costituisceil caso classico di un amplificatore elettrotermico: da 1unità di elettricità produce 3 unità di calore.

☞ Queste correlazioni sono descritte nel fascicolo1, capitoli 2.5 e 3.4

Limiti

La presente pubblicazione si occupa esclusivamentedelle pompe di calore con motore elettrico, azionatemeccanicamente e munite di motore e di compressoreermetici o semi-ermetici. Si tratta quindi di pompe dicalore pronte per l'allacciamento, prodotte in serie ecollaudate in fabbrica e che vengono scomposteesclusivamente per motivi di spedizione e dimontaggio.


Energia primaria (gas)

Calore

Elettricità

Amplificatore elettrotermicoQui una pompa di calore produce da 1 unità dienergia elettrica 3 unità di calore. Altri ampli-ficatori elettrotermici sono costituiti ad esempiodagli impianti per l'utilizzazione del caloreresiduo. Essi riescono a produrre da 1 unità dicorrente elettrica fino a 7...25 unità di calore!

Moderno impianto convenzionalequale confronto

Cal-daia

CER

Produzione combinata di forza e calore

Corrente elettrica ge-nerata nel rispettodell'ambiente

Figura 1: con le centrali elettriche e di riscaldamentocollegate con amplificatori elettrotermici – nel casopresente una pompa di calore – è in pratica possibileprodurre energia elettrica rispettando l'ambiente. In talecaso la centrale elettrica e di riscaldamento e la pompa dicalore non devono necessariamente trovarsi nello stessoposto

☞


6

Coefficiente di rendimento εQPC

PPC

Coefficiente di lavoro annuo CLA

Grado d'utilizzazione annuo dell'impianto di produzione del calore η IPCAL

η IPCAL = WPC + WP,EV + WP,CON + WCR + WS +WC + WICAL +WICAL,EA

CLA = WPC + WP,EV + WP,CON + WCR + WS + WC

COP = PPC + PEV + PCON + PCR + PS

Coefficient of Performance COP

IR (IRPC)IPCAL

IPC

IFC PC IACC

ICA

ISC

EC

DC

FC EV

ACC

CA

CON

QIPCAL

QPC - QIACC

ε =

Limiti del bilancioIR impianto di riscaldamento; anche IRPC per

impianto di riscaldamento con pompe di calore(questa denominazione è però razionale solo nelcaso di un impianto monovalente)

IPCAL impianto di produzione del caloreIPC impianto di pompe di caloreIFC impianto di fonti di calorePC pompa di caloreIACC impianto degli accumulatoriICA impianto delle caldaieISC impianto di sfruttamento del caloreDC distribuzione del caloreEC erogazione del calore

Abbreviature ulterioriFC fonte di caloreEV evaporatoreCON condensatoreACC accumulatoreCA caldaia

Potenze (valori istantanei o valori medi di breve durata)QPC potenzialità calorifica della pompa di calorePPC potenza assorbita dal compressore della pompa

di calorePEV percentuale della potenza necessaria per superare

la caduta di pressione nell'evaporatore

PCON percentuale della potenza necessaria persuperare la caduta di pressione nel condensatore

PCR potenza assorbita dal sistema di comando e diregolazione della pompa di calore

PS potenza media assorbita dall'impianto di sbrinamento

Quantità di energia (valori annui)QPC quantità di calore prodotta dalla pompa di caloreQIACC perdite di calore dell'impianto degli

accumulatoriQIPCAL quantità di calore prodotta da tutto l'impianto di

produzione del caloreWPC consumo di energia elettrica del compressore

della pompa di caloreWP,EV consumo di energia elettrica della pompa

dell'evaporatoreWP,CON consumo di energia elettrica della pompa

del condensatoreWCR consumo di energia elettrica del sistema

di comando e regolazioneWS consumo di energia elettrica dell'impianto

di sbrinamentoWC consumo di energia elettrica del riscaldamento

carterWICA consumo di combustibile dell'impianto delle

caldaieWICA,EA consumo supplementare di energia elettrica

dell'impianto della caldaia

Figura 2: limiti del bilancio e definizione delle caratteristiche

QPC..

7


1.2 DefinizioniLimiti del bilancio e caratteristichePoiché nelle norme, nelle direttive e nelle pubblicazioniin materia esistono definizioni diverse ed in parteanche inadeguate, RAVEL ha definito di nuovo ed inmodo adeguato alla prassi i limiti del bilancio e lecaratteristiche (figura 2). Le denominazioni utilizzatefinora sono state riprese ed era in questo modopossibile evitare delle contraddizioni. Si è tenuto contodella norma europea NE 255 concernente le pompe dicalore (tale norma contiene ad ogni modo solodefinizioni nell'ambito dei limiti del bilancio «pompa dicalore»).

Amplificazione elettrotermicaUna nuova caratteristica è costituita dall'amplificazioneelettrotermica AET (cfr. figura 1) che viene presa inconsiderazione per la valutazione di un concettoglobale di una produzione efficiente di calore e dienergia elettrica. Per le pompe di calore talecaratteristica è definita come segue:

Sostituzione di calore generato con fossiliAET =

Dispendio supplementare di elettricità per questa sostituzione

Con esattezza sufficiente per la prassi si puòammettere che

AET = coefficiente di lavoro annuale CLA

(negli impianti bivalenti è in questo modo creato unpiccolo errore, poiché non si tiene conto del fatto che lacaldaia di un impianto convenzionale consumerebbeuna quantità maggiore di energia elettrica dellacaldaia, di ben minori dimensioni, di un impianto dipompe di calore).

Sistemi di costruzioneLe pompe di calore sono definite a seconda del tipo ditermovettore scelto. La tabella 3 riporta unacombinazione con un esempio per la designazioneabbreviata. Pompe di calore compatte (figura 4 in alto). Essevengono assemblate in fabbrica pronte per il raccordo,riempite del mezzo refrigerante e fornite pronte per ilfunzionamento nel luogo in cui devono essere istallate.I vantaggi sono i seguenti:– istallazione semplice– l'istallazione dell'impianto delle pompe di calore

non richiede una concessione tecnica speciale– non è necessario eseguire sul posto un controllo

particolare della tenuta stagna del circuito del mezzorefrigerante.

Designazione Evapora- Condensa- tore tore

Pompa di calore acqua-acqua acqua acqua

Pompa di calore aria-acqua aria acqua

Pompa di calore salamoia-acqua salamoia acqua

Pompa di calore aria-aria aria aria

Esempio di designazione abbreviataSistema di costruzione acqua-acquaTemperatura d'entrata dell'evaporatore 10°CTemperatura di uscita del condensatore 45°CDesignazione abbreviata A10/A45

Tabella 3: sistemi di costruzione usuali delle pompe dicalore

Impianto di riscaldamento

Evaporatore

Figura 4: pompa di calore compatta (in alto) e pompa dicalore per lo splitting (in basso)

Impianto di fonti di calore

Impianto di riscaldamento

Condotte per il mezzo refrigerante

Le pompe di calore per lo splitting (figura 4 inbasso) sono costituite da apparecchi in cui una partedella pompa di calore è istallata separatamente (ad es.l'evaporatore di una pompa di calore aria-acqua) eviene collegata sul luogo con il resto dell'impiantomediante tubazioni per il mezzo refrigerante. I vantaggisono i seguenti: – sistemazione ottimale– trasporto ed inserimento più facili.Lo svantaggio è rappresentato dal fatto che per ilmontaggio sul posto delle tubazioni per il mezzorefrigerante è necessaria una concessione tecnica eche le variazioni nell'ambito della progettazionepossono avere come conseguenza la mancatarealizzazione pratica dei dati forniti dal fabbricante.

1.3 Elementi costruttiviCompressoriTurbo compressori (figura 5) vengono utilizzatiprevalentemente per le potenze maggiori. Sonoconsiderati come ben collaudati e fidati. Presentano lacaratteristica di un ampio flusso volumetrico per unpiccolo rapporto di compressione. Sono costruiti inmodo compatto, soggetti ad un logorio minimo e quasiprivi di vibrazioni. Offrono inoltre un rendimentoelevato. Per rapporti di compressione maggiorivengono inseriti parecchi giranti l'uno dopo l'altro.L'evoluzione tende a sviluppare giranti migliori perregimi più elevati, per un'aspirazione dei gas doppia eper il mezzo refrigerante R22, rispettivamente per isurrogati dell'R12.I compressori ermetici a stantuffo (figura 6 in alto)sono senz'altro i compressori più utilizzatinell'impiantistica, ben collaudati ed affermatisi milionidi volte. I motivi principali del loro successo sonocostituiti dai costi e dalle potenze favorevoli.Caratteristiche ulteriori sono: – sistema di costruzione compatto– praticamente senza perdite di mezzo refrigerante– emissioni sonore esigue– montaggio semplice– in caso di guasto è tuttavia necessaria la

sostituzione di tutto il compressore.I compressori a stantuffo semiermetici (figura 6 inbasso) hanno parimenti dato buona prova di sé e sonostati collaudati. Nel caso di potenze minori furonotuttavia sostituiti dal sistema di costruzione ermeticosolo per motivi di costo. I vantaggi offerti sono iseguenti:– regolazione della potenza mediante disinserimento

dei cilindri– in caso di guasto è possibile sia la semplice

revisione del motore elettrico (ad es. avvolgimento),sia quella dei componenti del compressore (ad es.anelli di tenuta, dischi delle valvole).


8

Campi d'impiego principali:– ermetico fino a circa 50 kW di potenzialità calorifica– semiermetico da 30 fino a 200 kW di potenzialità calorifica

Figura 6: compressore a stantuffo ermetico (in alto)e semiermetico (in basso)

Campo d'impiego: da circa 500 kW di potenzialità calorifica

Figura 5: compressore

9


I compressori a stantuffo sono stati ottimizzati incontinuazione. Sono bensì strutturati per un numero digiri determinato, ma possono tuttavia essere utilizzati,con sicurezza di funzionamento, anche a due regimi.Nella portata tra 50 e 150 kW di potenzialità calorifica,a media scadenza non potranno essere sostituiti. Imiglioramenti essenziali degli ultimi anni sono iseguenti:– ottimizzazione del motore elettrico– diminuzione del volume non utilizzabile– riduzione della caduta di pressione interna (nuove

strutture delle valvole e delle uscite).I più importanti compressori a rotazione sonorappresentati alla figura 7. Si tratta dei compressori adeccentrico, di quelli a spirale e dei compressori a viti.Le loro caratteristiche sono le seguenti:– pochi elementi singoli grazie al sistema di

costruzione semplice– funzionamento con poche vibrazioni, poiché non

si manifestano movimenti oscillanti– rendimento migliore a causa della compressione

continua – regolazione continua della potenza mediante

comando del regime dei giri, ciò che garantiscecoefficienti di rendimento più elevati ed una duratadi vita più lunga, a causa di perdite di energiaminori e di un logorio minore del materiale dovutoal funzionamento continuo

– elevata sicurezza di funzionamento, giacché nonsi manifestano urti dovuti ai liquidi.

I compressori ad eccentrico ed a spirale sono previsticome sostituzione per i compressori ermetici astantuffo. Il compressore a spirale dovrebbe per oracostituire il sistema più evoluto di costruzione deicompressori. Grazie ai metodi di fabbricazionemoderni esso verrà vieppiù offerto anche nel futuro.I compressori a viti presentano di regola unrapporto prescritto tra la pressione ed il volume. Le caratteristiche sono le seguenti:– rendimento elevato– funzionamento silenzioso– dimensioni contenute– pochi elementi rotanti, ossia logorio limitato– raffreddamento dispendioso del lubrificante.

Evaporatore

L'evaporatore trasferisce il calore fornito dalla fonte dicalore al circuito interno del mezzo refrigerante (figura8). Per le fonti di calore liquide vengono impiegatiscambiatori di calore a fascio tubiero, coassiali o adisco, mentre per l'aria vengono utilizzatiprevalentemente scambiatori di calore a tubi laminati.

Campi di applicazione principali:– compressori ad eccentrico con potenzialità calorifica

fino a 12 kW– compressori a spirale con potenzialità calorifica da

12 a 60 kW– compressori a viti con potenzialità calorifica da

100 fino a 500 kW

Figura 7: compressori a rotazione


10

Descrizione esauriente di tutti i sistemi dicostruzione degli scambiatori di calore, cfr.fascicolo 2, capitolo 2

Esistono fondamentalmente due tipi di evaporazione,ossia l'espansione a secco e l'ingolfamento. Lamaggior parte degli evaporatori vengono utilizzatiquali evaporatori con espansione a secco. Loscambiatore di calore a fascio tubiero è tuttaviastrutturato in certi casi anche come evaporatore adingolfamento. Decisivo per il principio è soltanto lacondotta del mezzo refrigerante. Nel casodell'evaporatore ad ingolfamento il mezzotermovettore fluisce attraverso i tubi ed il mezzorefrigerante si trova nel volume dell'involucro. Nelcaso dell'espansione a secco avviene il contrario.

Condensatore

Il condensatore trasferisce il calore del circuito delmezzo refrigerante al termovettore dell'impianto disfruttamento del calore (figura 9). Vengono utilizzati glistessi sistemi di costruzione degli scambiatori di caloreusati per gli evaporatori.

Valvola d'espansione

La valvola d'espansione regola l'afflusso del mezzorefrigerante all'evaporatore. Qualsiasi parametrovenga utilizzato – caduta di pressione, pressioneeffettiva, temperatura oppure una combinazione diquesti parametri – il compito rimane lo stesso: laregolazione continua dell'afflusso del mezzorefrigerante. Poiché nella tecnica delle pompe di caloreoccorre sempre prevedere stati d'esercizio variabili,nella prassi – eccezion fatta per i casi speciali – èutilizzata la valvola d'espansione termostatica (figura10). Essa può mantenere un surriscaldamentorelativamente costante all'uscita dell'evaporatore ed èregolabile. Può essere considerato svantaggioso ilfatto che nel caso di grandi variazioni della potenza nonè sempre possibile un funzionamento sicuro in tutti glistati d'esercizio (surriscaldamento troppo elevatooppure urti dovuti ai liquidi). Per motivi di costo e nelcaso di piccoli impianti oggi non se ne può tuttaviaignorare l'esistenza.

Dispositivi di sicurezza

Diversi dispositivi di sicurezza provvedono almantenimento dei limiti d'esercizio ammissibili (figura11): – pressostati ad alta ed a bassa pressione per la

sorveglianza dei valori limite nel condensatore enell'evaporatore

– interruttore di sicurezza della pressione dell'olio peril controllo della lubrificazione

Figura 9: andamento della temperatura in un condensa-tore

Figura 10: valvola d'espansione termostatica

Temperatura ϑ

ϑ FC = temperatura della fonte di caloreϑMR = temperatura del mezzo refrigerante

ϑFC

effettivoflusso termico

ϑMR

teorico

Entrata Uscita

Figura 8: andamento della temperatura in un compressorecoassiale

Temperatura ϑ ϑMR = temperatura del mezzo refrigeranteϑSC = temperatura di sfruttamento del calore

ϑMR

ϑSC

Entrata Uscita

MembranaPressione del sensore

Molla

Stantuffo

Sensore

Diaframma

Pressione dell'evaporatore

flusso termico

☞

11


– termostato del gas caldo per il controllo dellatemperatura dello stesso

– valvola di scarico della pressione, punti di fratturanominali, piastre di sicurezza per la protezionedalle esplosioni, rispettivamente da pressioniestremamente elevate

– termostato per la protezione degli avvolgimenti(Klixon) per il controllo della temperatura delmotore elettrico

– termostato antigelo per la protezionedell'evaporatore e contro la formazione locale dighiaccio

– regolatore di portata per la protezionedell'evaporatore dalla formazione locale dighiaccio e per la protezione del condensatore dalsurriscaldamento.

I dispositivi di sicurezza devono sempre servirequali organi di sicurezza e mai come organi dicommutazione. In tal modo deve sempre esseregarantito un divario sufficientemente ampio tra ivalori nominali di comando/regolazione ed idispositivi di sicurezza.Ulteriori dispositivi nel circuito del mezzorefrigerante sono costituiti dall'essiccatore a filtro edall'indicatore di umidità (quale protezione dairesidui, risp. dall'umidità), nonché da collettori dimezzi refrigeranti e da accumulatori di gas digasogeno ad aspirazione.

Dispositivo di sbrinamento

Nella prassi sono utilizzati due tipi di sbrinamento:– lo sbrinamento a by-pass di gas caldo, metodo

con cui una parte del gas caldo è trasferitaall'evaporatore

– l'inversione della direzione del circuito medianteuna valvola a quattro vie (figura 12).

A seconda del tipo di sbrinamento quest'ultimo puòavere un influsso notevole sulla potenza netta e/osul funzionamento della pompa di calore.Considerata sotto l'aspetto energetico è piùvantaggiosa l'inversione. Lo sbrinamento a gascaldo necessita assolutamente di una determinatadifferenza di pressione minima, mentre losbrinamento ad inversione richiede una potenzaistantanea più elevata di prelevamento del calore. La durata ed il ciclo di sbrinamento dipendono dalladistribuzione dell'aria nell'evaporatore, dalladistanza tra le lamelle, dalla temperatura dell'aria,dall'umidità dell'aria e dalla pressione dicondensazione. Al momento dell'istallazionedell'evaporatore occorre assolutamente tener contodel fatto che la funzione di sbrinamento non subiscel'influsso dell'apporto di aria fredda causato dallaforza di gravità.

1 Pressostato ad alta pressione2 Pressostato a bassa pressione3 Termostato dei gas caldi4 Termostato di protezione dell'avvolgimento5 Pressostato della pressione dell'olio6 Essiccatore a filtro7 Tubo di livello8 Valvola di scarico della pressione9 Termostato antigelo in caso di PC acqua-acqua10 Regolatore di portata nel caso di PC salamoia-acquaA Tubazione di by-pass del gas caldo per lo sbrinamento

nel caso di PC aria-acquaB By-pass di scarico quale ausilio all'avviamento

Figura 11: dispositivi di sicurezza

Compressore

Entrata FC

Uscita FC

Eva

po

rato

re

Valvola d'espansione

Co

nd

ensa

tore

Andata riscaldamento

Ritorno riscaldamento

Evaporatore

Compressore

Condensatore

Valvola a 4 vie

Regolatore di portata


Valvola a 4 vie



"Condensatore" "Evaporatore"

Compressore

Figura 12: sbrinamento secondo il principio d'inversione.In alto: funzione di riscaldamento. In basso: funzione disbrinamento.


12

1.4 Mezzi refrigeranti

L'Ordinanza sulle sostanze della Confederazioneregola l'immatricolazione e l'impiego di mezzirefrigeranti:

Ordinanza sulle sostanze pericolose perl'ambiente. Modificazione del 14 agosto 1991 (daordinare presso: UCFSM, 3003 Berna)

Benché la pompa di calore utilizzi queste sostanze inun circuito ermeticamente chiuso e praticamentesenza perdite è possibile che il mezzo refrigerantepossa sfuggire in modo incontrollato, provocandoun inquinamento dell'ambiente, a causa dell'usuradel materiale oppure a causa della chiusuradell'esercizio non effettuata a regola d'arte. Unapanoramica è offerta alla figura 13.È necessaria la conversione su sostanze menopericolose per l'ambiente, giacché gli idrocarburicompletamente alogenati (i cosiddetti CFC) sonovietati in Svizzera in tutti i nuovi impianti a partiredal 1.1.1994. Il loro vantaggio risiedeva soprattuttonel fatto che potevano essere raggiunte elevatetemperature di andata (R12) oppure bassetemperature d'evaporazione (R502).A livello internazionale l'industria chimica stasviluppando surrogati, onde poterli offrire il piùrapidamente possibile sul mercato. Oggi in primopiano v'è soprattutto il surrogato R134a chesostituisce l'R12 e causa un inquinamento minoredell'ambiente. Una ricerca finanziata dall'Ufficiofederale dell'energia ha dimostrato che negliimpianti esistenti è possibile sostituire l'R12 conl'R134a senza grande modificazione del rendimentoe senza problemi per quanto concerne latollerabilità dei materiali. Affermatosi per lungotempo, il mezzo refrigerante R22 (CFC parzialmentealogenati) è ancora permesso in Svizzera senzalimitazioni. A basse temperature d'evaporazione (ades. nelle pompe di calore aria-acqua confunzionamento monovalente) econtemporaneamente con un'elevata temperaturadi condensazione, tale mezzo refrigerante è tuttaviainstabile, a causa di elevate temperature d'uscita deigas causate dalla sostanza. Da un lato è perciònecessario rispettare assolutamente le condizionimarginali imposte dal fabbricante, mentre dall'altroè importante progettare impianti confunzionamento monovalente e basse temperaturedi andata (possibilmente inferiori ai 45°C).

Per quanto concerne i CFC in Svizzera vale:

Divieto per nuovi impianti Dal 1.1.1994(produzione ed importazione) (CE, USA: dal 1.1.1996)Cura e manutenzione Solo da parte di esperti,

altrimenti nessuna limitazioneDovere di eliminazione Dal 1.1.1992Dovere d'istruzione Dal 1.1.1993

Figura 13: mezzi refrigeranti ed inquinamentodell'ambiente

Potenziale di disturbo dell'ozono

Divieto d'impiego dei CFC valido dal 1994per i nuovi impianti

CFC parz. alogenatiR22

FCR134a Effetto serra

13


1.5 Applicazioni speciali

Pompe di calore per il ricupero del calore el'utilizzazione del calore residuo

In questo caso si tratta, soprattutto, di tener conto divolta in volta delle esigenze specifiche (specialmenteper quanto concerne la fonte di calore). Spesso è piùrazionale trasportare la fonte di calore fino allapompa di calore che non fare il contrario. Gli impiantiper lo splitting confezionati su misura sono costosi ecelano in sé rischi maggiori (grandi rifornimenti,pericolo di perdite, variazioni del rendimento).

Scaldacqua con pompa di calore

Quale fonte di calore per gli scaldacqua con pompadi calore (figura 14) non è previsto calore residuoulteriormente utilizzabile. Ciò è spesso statofalsamente interpretato ed è questo il motivo per cuigli scaldacqua con pompa di calore sono caduti indiscredito e considerati quali «ladri di calore».Esistono tuttavia numerose e razionali possibilitàd'impiego (ad es. ristoranti, macellerie, ecc.). Occorretener conto del fatto che questi apparecchi non sonodi regola provvisti di un sistema di sbrinamento.

Piccola pompa di calore

La piccola pompa di calore è oggi praticamentepronta per la costruzione in serie. Con 4 kW dipotenza calorifica essa sostituisce ad esempio in unacasa unifamiliare con 8 kW di fabbisogno termico piùdel 70% dei combustibili fossili. Con l'aria esternaquale fonte di calore disponibile ovunque e grazieall'assorbimento esiguo di potenza elettrica di 1,3kW è possibile una realizzazione sempliceutilizzando una presa di 220 Volt. È questo il motivoper cui nel canton Zurigo la caldaia esistente nondeve essere adeguata all'Ordinanza control'inquinamento atmosferico.L'elemento più importante è formato da un'unitàcompatta costituita dal compressore e dalcondensatore (ad es. compressore ad eccentrico econdensatore coassiale con tubo ad alette) dalledimensioni minime. La piccola pompa di caloreviene montata, ad esempio, sulla parete accanto allacaldaia e collegata alla tubazione di ritorno (figura15). L'unità di regolazione è cablata in precedenza edè pronta per essere allacciata alla rete.

Figura 14: scaldacqua con pompa di calore (fonte: Max Diener AG, 8952 Schlieren)

Figura 15: piccola pompa termica bivalente per caseunifamiliari esistenti (fonte: Hoval Herzog AG, 8706 Feldmeilen)


14

Deumidificatori delle pompe di calore

I deumidificatori dell'aria ambiente o gli armadi perl'essiccazione della biancheria con una pompa dicalore costituiscono un campo d'impiego speciale.Per quanto concerne il grado d'utilizzazione annuo ela redditività l'esperienza è ancora limitata. Tutto ilsettore concernente l'essiccazione della biancheriaè trattato in modo esauriente in:

Nipkow, Jürg und Werner Gygli:Wäschetrocknen im Mehrfamilienhaus, Berna 1992,Ufficio federale dei problemi congiunturali (fonted'acquisto: UCFSM, 3003 Berna, n. d'ord. 724.397.23.52 d)

1.6 Tendenze evolutiveUn tempo tutti i componenti utilizzati nel settoredella tecnica delle pompe di calore provenivanodalla tecnica di refrigerazione e di climatizzazione. Sitratta quindi per lo più di prodotti affermati esperimentati su un lungo arco di tempo. D'altrocanto il settore d'impiego della pompa di calore siscosta da questi apparecchi. Dal 1974 – l'anno dellariscoperta della pompa di calore – sono state dateperciò le consegne di strutturare le condizionimarginali in modo che le condizioni d'impiegoestremo possano essere rispettate. Vi sono statequindi conoscenze maggiori da questo lato che nonda quello vero e proprio della tecnica delle pompe dicalore. Quando si parla di nuovi sviluppi è quindicorretto tener conto in primo luogo delle tendenzeevolutive dei produttori dei componenti. Il riquadro16 ne fornisce un riassunto.

Sviluppi sul piano dei componenti

Gli scambiatori di calore efficienti (trasmissione delcalore migliorata mediante fascio tubiero alettato oppurescambiatore a disco) hanno quale risultato tipi dicostruzione più compatti e riempimenti minori di mezzorefrigerante.La tecnica dei microprocessori permette coefficienti direndimento migliori ed una maggiore sicurezzad'esercizio: eliminazione di tubazioni capillari che possonofacilmente essere causa di guasti; sensori e regolatori piùrapidi controllano sia le temperature, sia la pressione.Le valvole d'espansione elettroniche permettonocoefficienti di rendimento migliori: controllo dellegrandezze di stato nel processo ciclico e, di conseguenza,diminuzione del surriscaldamento, nonché sfruttamentomigliore della superficie dell'evaporatore.Il compressore a rotazione – soprattutto il compressorea spirale nella gamma delle piccole potenze – sostituiràvieppiù in futuro il compressore a stantuffo (quest'ultimoè bensì meno costoso e si è affermato in milioni di casi,ma è tecnicamente superato). I compressori a rotazionesono adatti ad un comando continuo del regime dei giri,ciò che promette un uso ancora più efficiente dell'energiaelettrica, benché non siano ancora stati risolti numerosiproblemi (ad es. effetti sul ciclo di lavoro nel caso dimodificazioni delle portate, ricupero dell'olio, influssosulla rete da parte dell'invertitore).

Riquadro 16

2.1 Prestazioni

Contrariamente alla caldaia, la pompa di calorecostituisce un «produttore dinamico di calore». Peruna determinata grandezza degli apparecchi ed aseconda delle condizioni marginali cambiano anche lapotenzialità calorifica, quella refrigerante, nonchè lapotenza assorbita e ovviamente, di conseguenza,anche il coefficiente di rendimento. Il motivoprincipale di ciò risiede nel fatto che le temperaturedella fonte di calore e dello sfruttamento del calorevariano continuamente:– quanto più bassa è la temperatura di evaporazione,

tanto minore è la potenzialità calorifica (figura 17)– quanto più elevata è la temperatura di condensazione,

tanto minore è la potenzialità calorifica (figura 18)– quanto minore è la differenza di temperatura tra la

fonte di calore e lo sfruttamento del calore, tantomigliore è il rendimento.

Un grado di variazione della temperaturad'evaporazione causa una variazion del 3...4% dellapotenzialità calorifica. Un grado di variazione dellatemperatura di condensazione causa unamodificazione di 1...2% della potenzialità calorifica.

Il compito più importante della progettazione è quellodi tener conto del comportamento dinamico dellapompa di calore e di progettare l'impianto in modo danon superare i limiti d'impiego. La pompa di calorenon deve mai essere considerata di per se stessa,bensì sempre quale parte di un sistema globale.Mediante un calcolo manuale oppure servendosi diprogrammi di calcolo è oggi possibile calcolare edottimizzare, con esattezza soddisfacente, gli impiantidi pompe di calore.

Esempio pratico al capitolo 4

2.2 Diagramma della potenza a dipendenza della

temperatura

Le prestazioni di un impianto di pompe di calore puòessere rappresentato in modo chiaramente visibilenel diagramma della potenza a dipendenza dellatemperatura. Esso indica in alto le curve termiche edulteriori temperature ed in basso raffigura ilfabbisogno di potenzialità calorifica e la produzioneoraria di calore della pompa di calore in funzione dellatemperatura esterna (figura 19). Per quanto concernela temperatura esterna risultano i seguenti puntid'esercizio importanti:

15

2. Indicazioni concernenti la progettazione

Figura 17: modificazione della potenza dal lato della fontedi calore 3...4% per una variazione di 1 Kelvin dellatemperatura d'evaporazione

Figura 18: modificazione della potenza di 1...2% dal latodello sfruttamento del calore per ogni variazione di 1Kelvin della temperatura di condensazione


☞

Potenzialità calorifica PC [%]

Temperatura della fonte di calore [°C]

Potenzialità calorifica PC [%]

Temperatura di andata [°C]

- punto di dimensionamento: il sistema dierogazione del calore è regolato a questatemperatura


16

ne la temperatura esterna risultano i seguenti puntid'esercizio importanti:– punto di dimensionamento: il sistema di

erogazione del calore è regolato a questatemperatura

– punto di bivalenza: a questa temperatura e nelcaso di funzionamento bivalente la caldaia èsbloccata

– limite di riscaldamento: a partire da questatemperatura è necessario che il riscaldamento sia infunzione.

La figura 19 mostra il diagramma della potenza adipendenza della temperatura per un eserciziobivalente parallelo (cfr. prossimo capitolo) nel caso didue fonti di calore fondamentalmente diverse(dimensionamento nel punto di bivalenza):– potenzialità calorifica quasi costante: la

temperatura che risulta all'uscita del condensatoreprocede parallelamente alla temperatura di ritorno(ad es. acqua freatica quale fonte di calore)

– potenzialità calorifica fortemente variabile: ladifferenza di temperatura nel condensatoreaumenta con l'aumentare della temperatura esterna(ad es. aria esterna quale fonte di calore).

2.3 Tipi di funzionamento

Funzionamento monovalente

Nel caso del funzionamento monovalente (figura 20) lapompa di calore costituisce l'unico produttore dicalore. La massima temperatura possibile del sistemadi riscaldamento è perciò determinata dal mezzorefrigerante e dalla pompa di calore, a dipendenzadella temperatura massima ammissibile all'uscita delcondensatore.

Funzionamento bivalente-parallelo

Nel caso del funzionamento bivalente-parallelo (figure19 e 21) oltre alla pompa di calore esiste ancora unproduttore di calore accessorio (di regola una caldaia).«Parallelo» significa che al di sotto del punto dibivalenza ambedue i produttori di calore lavoranoparallelamente. Con un punto di bivalenza del 50%della potenzialità calorifica necessaria la pompa dicalore è in grado di coprire l'80...90% del fabbisogno dicalore annuo. Devono essere adempiute le esigenzeseguenti:– la temperatura massima di ritorno del sistema di

riscaldamento non deve superare la temperaturamassima ammissibile all'entrata del condensatore

Figura 19: diagramma della potenza a dipendenza dallatemperatura per un funzionamento bivalente-parallelo,con una potenzialità calorifica delle pompe di calorequasi costante (ad es. acqua freatica) e fortementevariabile (ad es. aria esterna)

Figura 20: funzionamento monovalente

Temperatura di andata / di ritorno [°C]

Uscita condensatore:

potenzialità calorifica PC variabile

potenzialità calorifica PC costanteAndata riscaldamento

Ritorno riscaldamento

Temperatura esterna [°C]

Potenzialità calorifica PC

Potenzialità calorifica costante

variabile

Fabbiso

gno di potenza ca

lorifica

Punto di dimensionamento Punto di bivalenza Limite del riscaldamento

Potenza [kW]

Punto di dimensionamento

Tem

per

atu

ra d

ell'a

ria

este

rna

Limite di riscaldamento

Carico di banda

[giorni]

17


– nel punto di bivalenza la temperatura di andata delsistema di riscaldamento non deve superare latemperatura massima di uscita del condensatore

– il dispositivo di distribuzione idraulica e le portatedevono essere regolate in modo che la potenzapossa essere prodotta in qualsiasi stato difunzionamento e che non sia mai superata latemperatura ammissibile all'uscita delcondensatore.

Funzionamento bivalente-alternativo

Nel caso di un funzionamento bivalente-alternativo(figura 22) nel punto di bivalenza ha luogo unacommutazione evidente della pompa di calore sullacaldaia e viceversa. Esistono quindi per ogni tipo difunzionamento condizioni chiare che rendono piùsemplice il dimensionamento che non nel caso delfunzionamento bivalente-parallelo. Devono essereadempiute le esigenze seguenti:– nel punto di bivalenza la temperatura di andata del

sistema di riscaldamento non deve essere piùelevata della temperatura massima all'uscita delcondensatore

– al momento della commutazione il produttore dicalore che di volta in volta non è necessario devepoter essere escluso idraulicamente

– la commutazione allo stato iniziale deve aver luogocon un intervallo di sicurezza regolabile.

Caso particolare «funzionamento monoenergetico»

Poiché la potenza massima di un impianto deve esserea disposizione soltanto durante un lasso di temporelativamente breve, per le case unifamiliari è spessoraccomandata quale soluzione una pompa di calorearia-acqua con un riscaldamento elettrico ausiliario percoprire le punte di calore (potenza elettrica globale <10kW). La figura 23 indica le correlazioni. Il tipo di funzionamento monoenergetico è interessanteda un lato a causa dei bassi costi d'investimento,mentre dall'altro presenta qualche problema perquanto concerne il carico. Pure ammettendo che lapotenzialità calorifica elettrica ausiliaria è accoppiatacon la potenza elettrica massima assorbita dalla pompadi calore (coefficiente PNT) e che in caso di unadiminuzione della temperatura esterna diminuisceanche la potenza assorbita dalla stessa pompa dicalore, in inverno ed in condizioni estreme dell'ariaesterna la rete già fortemente caricata può subire unsovraccarico ulteriore. Il dimensionamento per lacopertura delle punte di carico ha luogo sul coefficientePNT secondo Ar2A35. Qualora fosse scelta talesoluzione si dovrebbe assod

Figura 21: funzionamento bivalente-parallelo

Figura 22: funzionamento bivalente-alternativo

Figura 23: funzionamento monoenergetico di una pompadi calore aria-acqua per una casa unifamiliare


Tem

per

atu

ra d

ell'a

ria

este

rna

Limite del riscaldamento

Carico della banda

[giorni]

Punto di bivalenza


Tem

per

atu

ra d

ell'a

ria

este

rna

Limite del riscaldamento

Carico della banda

[giorni]

Punto di bivalenza

Punto di commutazioneriscaldamento ausiliario

Q PC.

no

n c

op

erto

per

cen

tual

e d

i ris

c. a

usi

liari

o

per

cen

tual

e P

C >

95%

Frequenza cumulativa [h/a]

. Q R

isca

ldam

ento

au

silia

rio

2 k

W


18

lutamente dare la preferenza nella commutazionemanuale, giacché la commutazione accessoriaautomatica consuma da sola una quantità maggiore dienergia. Durante i giorni molto freddi bisognerebbeinoltre rinunciare alla diminuzione della temperaturadurante la notte, affinché al mattino non sia necessarioriscaldare in modo rapido (ciò che vale per ogniimpianto di pompe di calore).

2.4 Condizioni d'impiego

Sfruttamento diretto o indiretto?

Lo sfruttamento diretto (figura 24 in alto) offre ilgrande vantaggio che il livello di temperatura dellafonte di calore può essere sfruttato completamente.Occorre tuttavia impedire la formazione d'impurità,l'immissione di fango, l'erosione e la corrosionenell'evaporatore e ciò nel modo seguente:– dissabbiamento a regola d'arte del pozzo– filtro nella condotta verso la pompa di calore– rispetto delle velocità di portata massime e minime

onde evitare l'erosione, i depositi, la formazione dighiaccio e di rotture di fatica nei tubi dell'evaporatore

– nel caso di aria viziata corrosiva (ad es. caloreresiduo di una stalla) deve essere utilizzato unevaporatore resistente alla corrosione; in certi casi èinoltre necessario filtrare l'aria viziata.

Con il trascorrere del tempo le fonti di calore naturalipossono modificare la loro qualità. Anche conun'analisi dell'acqua eseguita una sola volta non puòessere fornita una garanzia assoluta per il futuro. Èquindi raccomandabile prevedere, qualora non siabbiano esperienze pratiche di lunga durata, unosfruttamento indiretto con un circuito intermedio(figura 24 in basso). Nel caso in cui si utilizzi un mezzoaggressivo quale fonte di calore è necessario scegliereuno scambiatore di calore di materiale resistente allacorrosione e che possa essere pulito senza problemi.Occorre inoltre tener conto del fatto che la temperaturadel circuito intermedio può diminuire al di sotto di 0°C.È quindi di grande importanza la scelta adeguata delprodotto antigelo.

Dimensionamento dello scambiatore di calore,cfr. fascicolo 2, capitolo 3.2

Temperatura d'uscita del condensatore: variabile o costante?

Il comando e la regolazione della temperatura di uscitadel condensatore possono essere variabili o costanti.Ciò è reso possibile da un lato dal tipo di carica:– nel caso di carica graduale (figura 25 in alto)

dell'accumulatore a portata costante, latemperazata gradualmente ad ogni passaggio alladifferenza di temperatura che esiste nelcondensatore

Figura 24: sfruttamento diretto ed indiretto della fonte dicalore

Figura 25: carica graduale (in alto) e carica stratificata (inbasso)

PC

INS

DISINS

ECACC

PC

INS

DISINS

ECACC

PC

PC

Sfruttamento diretto

ϑE,EV

Sfruttamento indiretto

☞

19


tura attuale di entrata del condensatore viene alzatagradualmente ad ogni passaggio alla differenza ditemperatura che esiste nel condensatore

– nel caso della carica stratificata (figura 25 inbasso) dell'accumulatore, mediante unaregolazione della carica la temperatura di uscita delcondensatore viene regolata ad un valore nominaledeterminato, indipendentemente dalla temperaturadi ritorno attuale.

D'altro canto può aver luogo ancora accessoriamenteun comando dipendente dalle condizioniatmosferiche:– punto d'inserimento e di disinserimento nel caso di

carica graduale e di carica stratificata– temperatura di carica nel caso della carica

stratificata.L'influsso esercitato sul coefficiente di lavoro annuo èalquanto complesso, giacché oltre alla temperatura diuscita del condensatore, nel caso della carica gradualeoccorre tener conto anche del maggior consumo dienergia ausiliaria e della piccola differenza ditemperatura nel condensatore. La differenza tratemperatura di uscita variabile e costante delcondensatore è sicuramente minore del 10%.

Capitoli 2.6 e 3.4

Scelta del mezzo refrigerante

La scelta del mezzo refrigerante è fatta dallaprogettista o dal progettista in modo adeguatoall'impianto. La determinazione dei limiti d'impiegodel mezzo refrigerante utilizzato è invece compito delfabbricante. Mediante la progettazione deve esseregarantita una distanza di sicurezza adeguata tra zonad'esercizio e zona di sicurezza.

Capitolo 1.4

Scelta del prodotto antigelo

Con il terreno quale fonte di calore e nel caso disfruttamento indiretto delle acque è necessario uncircuito intermedio. Qui sono utilizzati prodottiantigelo.La Confederazione pubblica una lista dellesostanze permesse. Il glicole etilenico utilizzato ogginella maggioranza dei casi nella tecnica delle pompe dicalore presenta caratteristiche notevolmente miglioriche non le sostanze a base di propilene utilizzate spessoin passato. La concentrazione deve essere scelta in modo adeguatoall'impiego. Ai prodotti antigelo i fabbricantiaggiungono inibitori che proteggono dalla corrosione imateriali metallici. Occorre perciò rispettare nel modopiù assoluto i valori di concentrazione minimi forniti daifabbricanti. Al momento del dimensionamento occorre

☞

☞

Figura 26: fattori di correzione per portata e prevalenza diuna miscela di acqua e di glicole (fonte: Bieri PumpenbauAG, 3110 Münsingen)

portata 50% glicole

prevalenza 50% glicole

portata 30% glicole

prevalenza 30% glicole

Fattori di correzione [-]

Temperatura [°C]


20

tener conto delle caratteristiche dei materiali checompongono la miscela di acqua e glicole e che sonomolto diverse da quelle dell'acqua. La figura 26 forniscefattori di correzione per la prevalenza e la portata, fattoriche sono basati su esperienze recenti.

2.5 Fonti di caloreLa coordinazione delle caratteristiche della pompa dicalore con la disponibilità della fonte di calore perquanto concerne la temperatura e la quantità costituisceil compito più importante della progettazione. Una fontedi calore dimensionata in modo errato ha effetticatastrofici sulla sicurezza di funzionamento, sulrendimento e sul bilancio termico. La figura 27 mostraandamenti tipici della temperatura di fonti di caloreusuali. Una suddivisione delle fonti di calore è per principiopossibile secondo la loro origine (fonti di calore naturalie sfruttamento del calore residuo) e secondo il loro statod'aggregazione (solido, liquido, gassoso).

Le caratteristiche fisiche parlano chiaramente afavore delle fonti di calore liquide. Il guadagno termicoricavato da 1 m3 di acqua che viene raffreddata di 5 K èad esempio di 5,8 kWh. Per fare un paragonerammentiamo che per un guadagno termico dellastessa grandezza dovrebbero essere raffreddati di 5 Kcirca 3'500 m3 di aria!

Acqua freaticaQuale acqua freatica si definiscono tutte le acque al disotto della superficie terrestre. Essa circola nelle rocceporose (ghiaia, sabbia) ed è quindi ideale quale fonte dicalore per i motivi seguenti:– livello di temperatura «ideale» per le pompe di calore– temperatura relativamente costante– grande quantità di acqua freatica– pulizia.L'acqua freatica che non subisce un influsso dovutoall'infiltrazione di acqua superficiale presenta di regolauna temperatura media variabile da 9 a 11 °C ed è, diconseguenza, più calda della temperatura mediaannuale dell'aria esterna. Questa temperatura elevata èprevalentemente condizionata dalla radiazione solare edall'effetto isolante del manto nevoso. L'irradiazionetermica proveniente dal centro della terra (irradiazionegeotermica) può in pratica essere trascurata. Latemperatura dell'aria ha un influsso vieppiù minoresulla temperatura dell'acqua freatica con l'aumentaredella profondità. Il ritardo cronologico dei valorimassimi e minimi aumenta con l'aumento dellaprofondità. La variazione massima ammonta a circa 5 K(figura 28). L'acqua freatica può tuttavia subire uninflusso decisivo dovuto all'infiltrazione di acquasuperficiale (figura 29). Occorre assolutamente tener

Figura 27: andamento delle temperature delle fonti dicalore che non subiscono influssi (senza prelevamento dicalore)

Figura 28: andamento della temperatura dell'acqua freatica

terreno alla profondità di 1 mtemperatura media dell'aria esternaacqua freaticaacqua superficiale

Temperatura [°C]

S O N D G F M A M G L A

Terreno Terreno

Livello dell'acqua freatica

[mesi]

Pro

fon

dit

à so

tto

il

live

llo d

el

terr

eno

[m

]

Temperatura dell'acqua freatica Ritardo cronologico

21


conto di questo fatto. Nella maggioranza dei casil'acqua freatica non è aggressiva. Un'analisi dell'acquaè tuttavia raccomandabile. Occorre rispettare iseguenti valori limite:– valore pH (CO2 libero) ≥ 7– tenore di ossido di ferro ≤ 0,15 mg/l– tenore di manganese ≤ 0,1 mg/lUn inquinamento dovuto a ragioni meccaniche(sabbia) si manifesta solo negli impianti a pozzofiltrante non eseguiti a regola d'arte. Solo i pozzieseguiti a regola d'arte garantiscono unfunzionamento perfetto (figura 30). I valori indicativiper il diametro di foratura utilizzati nella prassi sono iseguenti:– 150 mm per 50... 150 l/min– 300 mm per 150... 300 l/min– 800 mm per 600... 1200 l/min.Riepilogando si può affermare quanto segue:– in vicinanza di fiumi o di laghi occorre tener conto di

una possibile infiltrazione– la captazione dell'acqua e la restituzione devono

aver luogo secondo princìpi idrologici– è assolutamente raccomandabile l'esecuzione di

un'analisi dell'acqua– è necessaria un'autorizzazione da parte delle

autorità (viene concessa soltanto se non ha luogouno sfruttamento come acqua potabile).

Acque di superficieLe variazioni relativamente elevate della temperaturadelle acque di superficie (acque di fiume, di lago e diruscello) non permettono di regola un funzionamentomonovalente con sfruttamento diretto. È questo ilmotivo per cui nella maggioranza dei casi ha luogo unosfruttamento indiretto: la fonte di calore cede il propriocalore ad uno scambiatore di calore che è collegato allapompa di calore per mezzo di un circuito intermedio.Quest'ultimo contiene una miscela antigelo perpermettere alla temperatura d'evaporazione diabbassarsi al di sotto di 0°C. Il prelevamento del caloredalle acque di superficie è per principio possibile indue modi:– collettore tubolare nell'acqua corrente (figura 31);

attraverso il collettore tubolare scorre una grandequantità di acqua ed il raffreddamentocorrispondente è minimo

– l'acqua è raccolta in un pozzo filtrante e pompatafino ad uno scambiatore di calore (figura 32).

Nel caso della soluzione del collettore tubolare èraccomandabile prevedere una differenza ditemperatura media logaritmica di un massimo di 5...6K. Per il dimensionamento della superficie delloscambiatore di calore si possono accettare coefficientik variabili da 200 a 300 W/m2K (velocità del flusso > 0,5m/s). È raccomandabile prevedere un margine disicurezza di circa 25% per impedire la formazione disporcizia nel collettore tubolare. La fonte di calore che

Figura 29: influsso sull'acqua freatica causato dainfiltrazione ed infiltrazione all'esterno

Figura 30: curve di resa per pozzi di acqua freatica sullabase di tentativi di pompaggio

Infiltrazione Infiltrazione all'esterno

Fiume o lago

Aumento dell'infiltrazione a causa di un abbassamento dell'acqua freatica

Livello della falda freatica

Quantità prelevata

Diametro del pozzo

Abbassamento [m]

VOTT.d2

VOTT. = 1/2 VMAX

VOTT.d1

VMAX = quantità massima prelevata dopo un lungo tentativo

di pompaggio

VOTT. = quantità ottimale prelevata per le pompe di calore

.

.

.

.

.

.


22

fluisce rapidamente (acqua di ruscello e di fiume)impedisce la formazione di ghiaccio. La distanza tra itubi deve essere al minimo di 4 cm. Il collettoretubolare deve inoltre essere protetto dai detritimediante misure di costruzione adeguate. Nel caso diacque stagnanti questa soluzione è utilizzabile solo inparte. Il vantaggio offerto dalla soluzione del pozzofiltrante è costituito in pratica da un prelevamento diacqua senza sporcizia. Spesso è possibile anche unfunzionamento monovalente. Riepilogando si può dire quanto segue:– un circuito intermedio produce temperature

d'evaporazione più basse e, di conseguenza,coefficienti di rendimento peggiori

– l'offerta (portata) è spesso variabile (ad es. ruscello) – la realizzazione è piuttosto difficile (in modo speciale

la soluzione del collettore tubolare)– nel caso della soluzione che prevede il collettore

tubolare la procedura d'autorizzazione e lamanutenzione sono, se del caso, molto costose.

TerrenoIl calore del terreno fino ad una profondità di circa 2 mè prodotto prevalentemente dal sole. Il caloregeotermico stesso contribuisce soltanto con unadebole percentuale. La capacità termica del terrenodipende dalla sua conformazione e dal contenuto diacqua. Lo sfruttamento può aver luogo in due modi:– orizzontalmente mediante un collettore tubolare

sotterraneo (figura 33)– verticalmente mediante sonde geotermiche (figura

34).I collettori tubolari sotterraneidevono essere definitipiuttosto quali «collettori solari» che sfruttano anche lacapacità di accumulazione termica del terreno. Laconformazione del terreno e le condizionimeteorologiche sono in tal modo determinanti perquanto concerne il prelevamento del calore. Nel caso diun prelevamento costante di energia, la temperatura delterreno diminuisce in modo relativamente elevato. Nelcaso in cui la superficie dei collettori sotterranei non èstrutturata in modo sufficientemente ampio, lacombinazione con uno scaricatore di sicurezza sembracostituire la soluzione più razionale (ad es. assorbitoresolare senza vetri, collettore per tetto). Nel caso delle sonde geotermiche, a causa delraffreddamento del terreno si forma una specie di«cratere di temperatura (figura 35)», dipendente dallapotenza specifica delle sonde (W/m). Un prelevamentointensivo comporta uno sviluppo ripido del cratere eduna bassa temperatura delle sonde. Il coefficiente dilavoro annuo è tanto migliore quanto più esigua è lasottrazione di calore per metro di lunghezza dellesonde. Nelle pause di funzionamento il terreno nellevicinanze delle sonde può riassestarsi di nuovo. Ciò èassolutamente necessario, poiché l'esiguo flusso di

Figura 31: sfruttamento mediante collettore tubolare

Figura 32: sfruttamento con pozzo filtrante e circuito intermedio

Fiume

GrigliaFiltro grossolano

Canale lateraleMuro di sostegno

Alla PCDalla PC

Temperatura [°C] Temperatura del fiume

Entrata Uscita

Mezzo te

rmovetto

re

Dϑ U

Dϑ E

Dϑ=DϑE – DϑU

DϑE

DϑU

PC

Temperatura [°C]

Entrata

UscitaUscita

Entrata

Fonte di calore

Circuito intermedio

In

23


calore proveniente dall'interno della terra non èsufficiente a salvaguardare le condizioni didimensionamento. Ambedue i sistemi benché fondamentalmente diversihanno dato buona prova di sé in parecchi piccoliimpianti. Lo sfruttamento del calore terrestre, senzasfruttamento importante del calore geotermico, è adattoin modo particolare al funzionamento monovalente.Particolarmente importanti per il terreno sono infatti iperiodi di riposo sufficientemente lunghi. Ilfunzionamento bivalente-parallelo non è quindirazionale, a causa dei lunghi periodi di esercizioininterrotto. Un funzionamento bivalente alternativo èpossibile, ma produce una percentuale notevolmenteminore di quello che è il fabbisogno globale di calore.Quale alternativa rimane quindi solo il funzionamentomonovalente o, eventualmente, un impianto bivalentein cui la caldaia non debba produrre più del 10% circadel fabbisogno di calore globale.Aria esternaL'aria esterna quale fonte di calore offre il grandevantaggio di essere a disposizione ovunque e di nonnecessitare di un'autorizzazione. Essa presenta tuttaviaalcuni svantaggi che mettono in dubbio il suosfruttamento nel caso di funzionamento monovalente:– andamento in senso opposto della temperaturadella

fonte di calore e di quella del sistema diriscaldamento

– la formazione di condensa a partire da unatemperatura esterna da 6 a 7°C causa la formazionedi ghiaccio e rende necessario uno sbrinamento

– problemi di rumore a causa delle grandi quantità d'aria – fabbisogno di posto relativamente grande.Eccezioni a favore del funzionamento monovalentepossono essere costituite dalle costruzioni massicce econ una buona coibentazione termica, nonché con unfabbisogno di calore esiguo (minore di 10 kW) oppureda un riscaldamento preliminare dell'aria esternamediante un accumulatore a ghiaia.Estremamente importanti sono le chiarificazioniaccurate per quanto concerne la fonotecnica e ciòindipendentemente dal fatto che si tratti diun'istallazione interna o esterna. L'Ordinanza control'inquinamento fonico e le prescrizioni locali devonoassolutamente essere rispettate. Se del caso occorreconsultare uno specialista in acustica.

Calore geotermicoMediante trivellazioni profonde è possibile estrarrecalore geotermico a temperatura elevata. Questaacqua che costituisce il vettore di tale calore può, aseconda del livello di temperatura, essere utilizzatadirettamente oppure essere portata mediante unapompa di calore ad un livello di temperaturautilizzabile. Affinché sia possibile un'utilizzazione

Figura 33: collettore tubolare sotterraneo

Figura 34: sonda geotermica

temperatura naturale della terra a 1 m di profondità

temperatura della terra nel caso di sottrazione di calore solo dal terreno

temperatura della terra nel caso di un collettore sotterraneo troppo piccolo

temperatura della terra insieme con un collettore sotto tetto

Assorbimento del caloredal sole, dalla pioggia, dai collettori

Potenza calorificadal terreno riscaldato ai tubi più freddi

Condensazionedel vapore acqueo attornoai tubi freddi, miglioramento della convezione termica naturale

Formazione di ghiaccio332 kJ/kg di calore di fusione sfruttabile,miglioramento della convezione termica naturale.Mantenere entro i limiti

Temperatura [°C]

S O N D G F M A M G L A

dalla PC

alla PC

Materiale di riempimento


24

redditizia, il coefficiente di lavoro non deve quasi maiessere inferiore a 4,0. Lo sfruttamento del caloregeotermico fa parte del settore della grande tecnologia(figura 36) e non viene, di conseguenza, trattatoulteriormente in questa sede.

Calore residuo

Poiché quantità di calore residuo e fabbisogno termicospesso non concordano è necessaria un'analisi precisa.In tal modo si può decidere se il problema può essererisolto con un accumulatore (dal lato freddo e/o dal latocaldo). Una gestione razionale dell'accumulatorepermette uno sfruttamento ottimale nel settore delcarico parziale e la limitazione delle punte di potenza(permettendo vantaggi finanziari).Una fonte di calore particolarmente interessante ècostituita dall'acqua di scarico, soprattutto a causadella sua temperatura relativamente elevata. Occorrequi osservare quanto segue:– per lo più utilizzabile solo indirettamente a causa

dell'inquinamento (prevedere una scelta adeguatadel materiale ed un procedimento di depurazioneautomatico)

– spesso la quantità è troppo esigua per unosfruttamento redditizio

– per le acque di scarico pubbliche è necessariaun'autorizzazione.

Negli impianti di ricupero del calore s'incontra spessol'aria viziata quale fonte di calore, con unosfruttamento diretto senza pompa di calore. Per unosfruttamento indiretto per mezzo di una pompa dicalore essa è interessante soprattutto quando si trattadel riscaldamento dell'acqua. L'aria viziata può esserecorrosiva o inquinata (agricoltura, industria).

Qual è la migliore fonte di calore?

È possibile rispondere a questa domanda solo conmolta difficoltà, giacché sono validi i criteri diapprezzamento più disparati. Nell'ambito delrisparmio energetico e della protezionedell'ambiente, in fin dei conti è determinante illivello della temperatura. Di conseguenza èopportuno allestire la seguente lista delle priorità(figura 37): 1. calore residuo - 2. acqua freatica - 3.calore del terreno - 4. aria esterna (a dire il vero ilcalore geotermico dovrebbe essere posto al primorango, ma in questa sede non viene tuttavia preso inconsiderazione poiché fa parte del settore dellagrande tecnologia). Ogni fonte di calore presenta ipropri vantaggi ed i propri svantaggi. È questo ilmotivo per cui è possibile fornire una rispostaconcreta solo mediante un'analisi accurata dellafattispecie. Per il calcolo della redditività si dovrebbeassolutamente tener conto di altri fattori, quali laprotezione dell'ambiente, le risorse, il riciclaggio el'energia «grigia».

Figura 35: andamento della temperatura della terra in unasonda geotermica posta alla profondità di 25 m con esenza funzionamento della pompa di calore

Figura 36: calore geotermico

Temperatura [°C]

Pompa di caloreinserita

Pompa di caloredisinserita

Tempo [h]

Sfruttamento diretto con scambiatore di calore ( ϑ > ϑA,MAX)Sfruttamento indiretto con pompa di calore ( ϑ < ϑA,MAX)

«Acqua termale»

ϑDISINSϑ INS

25


2.6 Valori di riferimento con-cernenti la progettazione

Il calcolo degli impianti delle pompe di calore èimpegnativo. Ciò non dovrebbe tuttavia indurre laprogettista o il progettista a considerare la pompa dicalore come «imprevedibile». Dovrebbe invece trattarsipiuttosto di una sfida consistente nel fare il possibile el'impossibile per la costruzione di impianti efficienti. Inquesto ordine di idee le caratteristiche della tabella 39dovrebbero servire quali valori di riferimento. Icoefficienti di rendimento sono validi per ildimensionamento in determinate condizioni estreme edevono essere garantiti dal fabbricante. I coefficienti dilavoro annuo valgono per il funzionamento incondizioni variabili e devono essere garantiti dalprogettista. Diverse grandezze che esercitano un influsso sulcoefficiente di lavoro annuo sono sempre causa dinuove discussioni. Alcune di queste grandezzedeterminanti saranno trattate qui di seguito e verrannocalcolate le loro ripercussioni su un impianto di piccoledimensioni e su un impianto di grandi dimensioni(tabella 38).

Le formule dei valori numerici utilizzati sonospiegate nel capitolo 3.2. Per motivi disemplicità si calcola con la differenza di potenza∆P (da non confondere con la differenza dipressione ∆p!)

Grandezza determinante «tolleranza dei prodotti»Si raccomanda nel modo più assoluto di utilizzareprodotti di serie con dati garantiti per quanto concernela potenza. Nel caso di piccole serie, il cui coefficientedi rendimento non può essere controllato edeventualmente corretto nell'ambito dell'impiegopratico, occorre di norma prevedere una tolleranza deiprodotti di ± 10%.

Grandezza determinante «perdita di pressionedell'evaporatore e del condensatore»Spesso le pompe di calore di uguale potenzapresentano perdite di pressione molto diverse nelsettore dello scambiatore di calore. In tali casi si puòtrattare di prodotti di fabbricanti diversi, ma anche nelcaso di uno stesso ed identico fabbricante sonopossibili grandi differenze nell'ambito della stessaserie di costruzione e ciò a dipendenza dalla potenza. Èquindi importante fare sempre un paragone tra diversepompe di calore.

Come cambia il coefficiente di lavoro annuo sein ambedue gli impianti della tabella 38 è utilizzata divolta in volta una pompa di calore con una perdita dipressione maggiore di 40 kPa nell'evaporatore,rispettivamente nel condensatore?

Figura 37: qual è la migliore fonte di calore?☞

Acqua fr

eatica

Calor

ere

sidu

o

Calore del terre

no

Aria esterna


26

Per un piccolo impianto si hanno i seguenti risultati:

Tabella 38: ambedue gli impianti paragonati sonoprogettati in modo che, con le diverse condizionimarginali, si giunga allo stesso coefficiente di lavoroannuo di 3,0. In questo modo è possibile eseguire moltosemplicemente calcoli comparativi con differenze dipotenza

Tipo di funzionamento

Potenzialità calorifica

Fabbisogno annuo di calore

Ore di funzionamento

Fabbisogno annuo di correnteelettrica IPC

Coeff. di lavoro annuo CLA

Portata evaporatore(Dϑ = 5 K)

Portata condensatore(Dϑ = 10 K)

Perdita di press. condensatore

Rendimento delle pompe

Impianto di Impianto dipiccole dimensioni grandi dimensioni

Monovalente, carica stratificata, temperatura costante di 47°C all'uscita del condensatore

10 kW 100 kW

25'000 kWh 250'000kWh

2500 h/a 2500 h/a

8333 kWh 83'333 kWh

3,0 3,0

1,2 m3/h 12 m3/h

0,9 m3/h 9 m3/h

25 kPa 25 kPa

0,10 0,25

DPpompa evap.

CLApiccolo

CLAgrande

DPpompa evap.

Calcolando in modo analogo per un impianto digrandi dimensioni:

Grandezza determinante «perdita dipressione delle sonde geotermiche»

Negli impianti muniti di sonde geotermiche ènecessario ottimizzare con cura le perdite dipressione per i diametri, le lunghezze ed i numeridifferenti delle sonde, ecc. Differenze di 100 kPa tradue varianti non costituiscono una rarità.

Come cambia il coefficiente di lavoro annuose in ambedue gli impianti della tabella 38 vieneistallato un impianto di sonde geotermiche con unacaduta di pressione superiore a 100 kPa? Per ilpiccolo impianto i risultati saranno i seguenti:

DPpompa evap.

CLApiccolo

CLAgrande

DPpompa evap.

E per il grande impianto:

Grandezza determinante «tipo difunzionamento»

La carica graduale ed in certi casi anche unaregolazione a dipendenza dalle condizioniatmosferiche per una carica stratificata fornisconoteoricamente un coefficiente di lavoro annuo migliore

DPpompa condens.

DW

DPpompa condens.

DW

DPpompa condens.

DPpompa condens.

CLApiccolo

CLAgrande

E per il grande impianto:

27


che non nel caso della carica stratificata ad unacostante fissa, poiché il funzionamento può aver luogocon basse temperature di uscita del condensatore (cfr.capitolo 2.4). Il tutto funziona tuttavia soltanto sel'impianto è progettato per una differenza ditemperatura notevolmente minore nel condensatore.Di regola in tali casi è necessaria la portata doppia, ciòche quadruplica la caduta di pressione nelcondensatore: occorre tener conto in modo assoluto diquesto fatto.

Come cambia il coefficiente di lavoro annuoqualora in ambedue gli impianti della tabella 38 inveceche con 2'500 h e 47°C (corrispondenti ad un ´ = 3,4)si fa funzionare il tutto secondo i parametri seguenti:

500 h con 45°C corrispondenti a ´ = 3,51'000 h con 42°C corrispondenti a ´ = 3,75 1'000 h con 39°C corrispondenti a ´ = 4,0. Il valore medio ponderato e corrispondente di ´ vienein tal modo migliorato da 3,4 a 3,8. Anche il CLAdovrebbe quindi migliorare parimenti di 0,4 punti,ossia 3,4 invece di 3,0. Grazie al raddoppiamento della portata, la caduta dipressione nel condensatore viene tuttaviaquadruplicata (semplificando si può dire che lasoppressione della valvola di carica viene compensatada un aumento della perdita di pressione nel circuitodi carica). Per il piccolo impianto risulta in tal modoquanto segue:

Tabella 39: valori di riferimento per le caratteristiche dellepompe di calore a motore elettrico istallate sull'Altipianosvizzero. Nel caso di un funzionamento monovalente ilcoefficiente di lavoro annuo dell'impianto delle pompe dicalore ed il grado di utilizzazione annuale dell'impianto diproduzione del calore sono identici. Quale valore perl'amplificazione elettrotermica AET nella prassi puòessere utilizzato il coefficiente di lavoro annuo

Fonte di caloreTipo di funzionamentoSfruttamento

Acqua freaticaMonovalente– Sfruttamento diretto– Sfruttamento indiretto

Acque di superficieMonovalenteSfruttamento indiretto

Acqua di scaricoMonovalenteSfruttamento indiretto

TerrenoMonovalente– Collettore tubolare sotter.– Sonde geotermiche

Aria esterna– CUF, monovalente– Bivalente-parallelo****– Bivalente-alternativo****

Coefficiente Coefficiente di di lavororendimento* annuo**

´ CLA

3,5...4,0 3,0...3,53,3...3,8 2,8...3,3

3,1...3,6 2,6...3,1

3,4...3,9 2,9...3,4

3,1...3,4 2,6...2,93,3...3,6 2,8...3,1

2,5...2,9 2,0...2,52,8...3,2 2,3...2,73,0...3,4 2,5...2,9

Grado di utilizzazioneannuale***

hIPCAL

= CLA= CLA

= CLA

= CLA

= CLA= CLA

= CLA1,3...2,31,5...2,5

* Riferito ai valori medi annui delle corrispondenti temperature d'entrata dell'evaporatore e ad una temperatura di uscita del condensatore di 35°C

** Per una temperatura di uscita del condensatore ≤ 48°C*** Limite del bilancio = impianto di produzione del calore;

la caldaia è compresa nel grado di utilizzazione annuale eda seconda del grado di copertura risultano valori molto diversi

**** Punto di bivalenza 0...3°C

Occorre accertare in modo accurato semediante la carica graduale si ottiene veramente uncoefficiente di lavoro annuo migliore. Il consumo dicorrente più elevato per la pompa riduce il guadagnodovuto alla bassa temperatura d'uscita delcondensatore (esempio). La minore differenza ditemperatura nel condensatore crea inoltre unpeggioramento ulteriore del coefficiente direndimento.


28

2.7 CostiCosti d'investimentoPer i primi chiarimenti è comodo se sono noti i costid'investimento specifici. Nella tabella 40 sonoriassunte le cifre concernenti le pompe di calore, lesonde geotermiche ed i pozzi dell'acqua freatica.

Nel capitolo 4.7 è illustrato come si puòeseguire un calcolo serio della redditività

Tariffe dell'elettricitàObiettivo dichiarato di RAVEL è una strategiaambientale. Ciò significa che circa un terzo dellacorrente elettrica prodotta negli impianti forza-caloredeve essere utilizzata per il funzionamento dellepompe di calore elettriche (figura 1). Oltre a ciò anchei riscaldamenti elettrici esistenti dovrebbero esseresostituiti gradualmente da pompe di caloreelettriche, almeno laddove ciò è possibile.Costituisce quindi una necessità della politicaenergetica ed ambientale il fatto di dover costruirepompe di calore elettriche. Ciò dovrebbe esserecompensato da una tariffa adeguata dell'elettricità. Le aziende elettriche svizzere sono ancora oggi perprincipio autonome per quanto concerne le lorotariffe. Né la Confederazione, né i cantoni hannoregolato giuridicamente le tariffe. Sul piano federaleesiste dal 1989 la: «Empfehlung für Tarife vonleitungsgebundenen Energien»1) che non è tuttaviavincolante. Certe prescrizioni concernenti le tariffesono previste nell'ambito del Decreto federale del 14dicembre 1990 sull'impiego parsimonioso erazionale dell'energia (RS 730.0). Le tariffedell'elettricità sono per di più sottoposte al controllodell'Ufficio federale di sorveglianza dei prezzi. Leriflessioni seguenti possono quindi fornire solo uncontributo ad una discussione in merito al futuroordinamento delle tariffe. Per una fornitura di calore concorrenziale, il calore alchilowattora di un impianto di pompe di calore nondovrebbe costare più del calore di un chilowattoraprodotto in modo convenzionale. Partendo da uncoefficiente di lavoro annuo del 3,0 e da un prezzo delgas di 4 ct./kWh, oggi ciò ha dato come risultato unprezzo medio dell'elettricità di 12 ct./kWh. Quale«controprestazione» ad una tariffa favorevole sipotrebbe lavorare con una fornitura di correnteelettrica che può essere interrotta, poichéun'interruzione di 1-2 ore del funzionamento dellapompa di calore non crea una diminuzione delcomfort degna di nota. Il riquadro 41 illustra, sullabase di un esempio, quanto può essere auspicato.1) Il testo di questa raccomandazione non è stato tradotto in italiano.Le persone interessate confrontino il testo tedesco oppure latraduzione francese dal titolo «Recommandation concernant lestarifs des énergies de réseau (électricité, gaz, chauffage à distance),ainsi que les conditions de raccordement des autoproducteurs».

Tabella 40: costi specifici delle pompe di calore e dellefonti di calore riferiti alla potenzialità calorifica nominale,risp. al metro lineare (base dei prezzi 1992)

Riquadro 41

☞

Esempio di calcolo

Prezzo di base (tariffa del contatore) 25.– fr./meseCosto del lavoro (inverno):– tariffa alta (06.00-22.00 h) 13 ct./kWh– tariffa bassa (22.00-06.00 h) 9 ct./kWhPrezzo per la potenza al mese 12.– fr./kWDati concernenti il funzionamento:– potenza assorbita 20 kW– potenzialità calorifica 60 kW– consumo d'energia a tariffa alta 30'000 kWh – consumo d'energia a tariffa bassa 15'000 kWh Costi dell'energia:– prezzo di base (12 mesi x 25.– fr.) 300.– fr./a– costi dell'energia elettrica

tariffa alta (0,13 fr. x 30'000 kWh) 3'900.– fr./a tariffa bassa (0,09 fr. x 15'000 kWh) 1'350.–fr./a

– prezzo della potenza (limite delle punte) manca

Totale dei costi dell'energia:– all'anno 5'550.– fr./a– per kWh (555'000 ct./45'000 kWh) 12,3 ct./kWhCosti supplementari con prezzo della potenza:– all'anno (8 mesi x 20 kW x 12.– fr.) +1'920.– fr./a– al kWh (192'000 ct./45'000 kWh) +4,3 ct./kWh

Sviluppo delle tariffe dell'elettricità in Svizzera in ct./kWh (dati forniti da 162 aziende elettriche):1985 1986 1987 1988 1989 199013,50 13,78 13,85 14,00 14,17 14,44

Pompa di calorePotenzialità Aria-acqua Salamoia- Acqua-

calorifica Ar2/A35 acqua acqua nominale S0/A35 A10/A35

[kW] [fr./kWh] [fr./kWh] [fr./kWh]fino a 20 900...1300 700...1100 600...90021...50 800...1000 550...800 400...600

51...100 750...900 450...900 350...450101...200 650...800 350...450 250...350201...300 550...600 250...400 200...300

301...500 400...450 230...260 180...200

Sonde geotermiche compr. tubazioni di collegamentoLunghezza necessaria Costi specifici

delle sonde [m/kW] [fr./m]ca 15 110...130

Pozzi di prelevamento e di restituzione per l'acqua freatica

Potenzialità calori- Ø del pozzo Costi specificifica nominale [kW] [mm] [fr./m]

fino a 70 150 400...50071...140 300 600...800

141...550 800 700...1000

3.1 Circuiti standardizzati

Le caratteristiche speciali della pompa di calore nonpermettono – come purtroppo è spesso usuale nellatecnica di riscaldamento – nel caso di risanamenti edi ampliamenti di considerare i nuovi elementidell'impianto come una cosa a sé stante e d'inserirlicon un dispendio minimo. Gli influssi dell'impiantosulle condizioni marginali della pompa di caloresono tanto numerosi da poter permettere soltanto diraggiungere un'efficienza limitata con molticompromessi, trascurando tuttavia in questomodo l'efficienza ottimale di tutto l'impianto. Èperciò importante controllare tutti i singolielementi dell'impianto e le loro ripercussioni,considerando sempre tutto l'impianto come un tuttounico. Ciò è naturalmente collegato a un notevoledispendio di lavoro e si corre ciò nonostante ilrischio di trascurare qualche «piccolezza».

L'impiego di circuiti standardizzati costituiscela via più sicura per la costruzione d'impianti e perottenere il successo grazie alla soddisfazione deiproprietari. Non vale la pena di fare degliesperimenti! RAVEL ha perciò raccolto e pubblicatoun catalogo di circuiti standardizzati efficaci:

Fascicolo 5 «Circuiti standardizzati»

Ivi sono contenute anche ulteriori indicazioniimportanti concernenti temi che non possonoessere trattati in questa sede, in particolare:– idraulica, con direttive per il dimensionamento– strumenti di misura e punti di misurazione già

previsti per la garanzia della qualità– criteri di sblocco per impianti bivalenti– riscaldamento dell'acqua.

3.2 Tre formule

Al momento del dimensionamento di un impianto cisi pongono sempre le tre stesse domande: «Qualedeve essere la portata?», «Quale deve essere ladifferenza di pressione per questa portata?» edinfine «Qual è il fabbisogno di potenza necessarioper realizzare tale portata?». Le tre formulesemplificate del riquadro 42 rispondono a questedomande con esattezza sufficiente.

29

3. Dimensionamento

3. Dimensionamento

☞

Riquadro 42

Simboli e denominazioni

V = portata [m3/h]Q = potenza calorifica [kW]Dϑ = differenza di temperatura [K]Dp = differenza di pressione [kPa]kv = coefficiente kv [m3/h]Pidraul. = potenza idraulica della pompa [kW] Ppompa = potenza assorbita dalla pompa [kW]hpompa = rendimento della pompa [-]

Avvertimento importante: queste formule sonovalide per l'acqua con una temperatura variabile da 5 a95°C. Si tratta di equazioni di valore numerico le cuiunità sono pareggiabili matematicamente solo qualorasiano utilizzati anche i fattori con tutte le unità, ciò che inpratica tuttavia non viene quasi mai fatto.

Il fattore «0,86» tiene conto della capacità termicaspecifica e della massa volumetrica dell'acqua:

Portata

Differenza di pressione

Potenza delle pompe

oppure convertendo:

Pidraul. [kW]

oppure con hpompa = Pidraul. / Ppompa:

Ppompa [kW]

..

hpompa

Infine il fattore «3600» converte ancora le ore insecondi:

Ambedue i fattori «100», rispettivamente «0,1» tengonoconto della pressione di riferimento di 1 bar, che permette dideterminare mediante misurazione il coefficiente kv:

3. Dimensionamento

30

3.3 Evitare gli errori

Le ipotesi fornite dalla progettazione servonosoltanto a stabilire i dati riguardanti la potenzanecessari nei punti di dimensionamento determinati(ad es. la temperatura dell'aria esterna e latemperatura d'andata che vi si riferisce nel punto didimensionamento, nel punto di bivalenza oppure allimite del riscaldamento). Nella prassi la fattispecieconcernente l'esercizio assume un aspetto bendiverso da quello che si poteva prevedere durante lafase di progettazione. È perciò importante verificare,per quanto possibile, tutti gli influssi esercitatidall'impianto sui dati di dimensionamento. Giàpreliminarmente occorrerebbe conoscere l'influssoesercitato da un eventuale cambiamento dellecondizioni marginali e prendere in considerazioneeventuali correzioni necessarie.Queste correlazioni possono essere spiegate nelmodo più semplice sulla base della figura 43. Adambedue le estremità della scala delle temperaturevi sono le due temperature limite:– temperatura di condensazione massima

possibile, data dalla regolazione del pressostatoad alta pressione

– temperatura d'evaporazione minimapossibile, data dalla regolazione del pressostatoa bassa pressione.

Il superamento di queste temperature creaun'anomalia dell'alta pressione, rispettivamentedella bassa pressione, anomalia che non siautoelimina e ciò per motivi di sicurezza, ma chedeve essere eliminata manualmente. Per evitare ilverificarsi di tali fenomeni la temperatura reale dicondensazione, rispettivamente d'evaporazionedell'impianto è dimensionata a queste temperaturelimite con un intervallo di sicurezza ben definitodi circa 5 K. Affinché abbia luogo un trasferimento dicalore è inoltre necessaria una differenza ditemperatura di circa 5 K tra la temperatura dicondensazione e la temperatura all'uscita delcondensatore, rispettivamente tra la temperaturad'evaporazione e la temperatura all'uscitadell'evaporatore. Nel funzionamento reale i livelli di temperaturaraffigurati non sono così costanti come nella figura43, ma fluttuano verso l'alto e verso il basso es'influenzano a vicenda. L'arte della progettazioneconsiste quindi nel fare in modo che in nessun casodi funzionamento le due temperature limite possanoessere superate sia verso l'alto, sia verso il basso.Nelle tabelle da 44 a 47 sono riassunti gli errori piùimportanti ed il mezzo per evitarli nel caso delle fontidi calore usate più frequentemente.

Figura 43: livelli di temperatura di una pompa di calore

Temperatura [°C]

ϑcondensazione, MAX

(pressostato ad alta pressione)ϑcondensazione

ϑCON, MAX

Sfruttamento del calore

Fonte di calore

ϑEV, MIN

ϑevaporazione

ϑevaporazione, MIN

(pressostato a bassa pressione)Uscita Entrata

ACQUA FREATICA

EffettiAnomalia della bassa pressione, acqua freatica che gela nell'evaporatore,risp. nello scambiatore di calore intermedio

Anomalia dell'alta pressione

Non si riesce a raggiungere la temperatura ambiente richiesta

31

3. Dimensionamento

Tabella 44: indicazioni per evitare gli errori nel caso d'impiego di acqua freatica quale fonte di calore

PC

ϑEV,E

ϑEV,U

Ipotesi di progettazione

Temperatura dell'acqua freatica = costante = 10°C

Temperatura di uscita dell'evaporatore =costante = 4°C (obbligo di autorizzazione)

Potenza dell'evaporatore = costante

Potenzialità calorifica = costante

Quantità costante dell'acqua freatica, di qualità costantemente buona

Cause

Non è possibile fornire la potenzanecessaria all'evaporatore:– portata dell'evaporatore troppo esigua a

causa di errori di dimensionamento o disporcizia

– potenza dell'evaporatore più elevata diquanto previsto a causa di unatemperatura di andata troppo bassa(esempio 1)

– temperatura della fonte di calore minoredi quanto ci si attendeva (esempi 1 e 3)

La potenza del condensatore non puòessere smaltita:– portata troppo piccola del condensatore

a causa di errori di dimensionamento odi sporcizia

– potenza del condensatore più elevata diquanto previsto a causa di unatemperatura più elevata delle fonti dicalore (esempio 2)

A causa della temperatura troppo bassadelle fonti di calore la potenzialità calorificarichiesta, risp. la temperatura di andatanon possono essere raggiunte (esempio 3)

Funzionamento reale

La temperatura dell'acqua freatica dipendedal luogo (6...15°C)

La temperatura d'uscita dell'evaporatore cambiaa seconda della temperatura di entratadell'acqua freatica e della temperatura di uscitadel condensatore

Potenza dell'evaporatore = variabile

Potenzialità calorifica = variabile

Pozzi di prelevamento non eseguiti in modoottimale, abbassamenti del livello dell'acquaed influssi sull'ambiente possonocompromettere queste ipotesi

Esempi

Dati di dimensionamento (A10/A50):– potenza dell'evaporatore = 225 kW– potenza del condensatore = 300 kW– temperatura di andata/di ritorno = 50/40°C– temperatura di entrata/di uscita

dell'evaporatore = 10/4°C – temperatura di condensazione = 55°CEsempio 1: per una temperatura di andata di35°C la potenza dell'evaporatore sale a 269kW. Ciò causa un abbassamento dellatemperatura di uscita dell'evaporatore a 10 - (6. 269/225) = 2,8°C, invece della temperaturarichiesta di 4°C. Se la temperatura dell'acquafreatica si abbassa inoltre al di sotto dei 10°C ilrisultato è ancora peggioreEsempio 2: nel caso di una temperatura dellefonti di calore di 15°C la potenza delcondensatore aumenta a 353 kW. Ne consegueche la temperatura di andata può aumentare a40 + (10 . 353/300) = 52°C, ossia vi è ancora unlimite di sicurezza di soli 3 K!Esempio 3: per una temperatura di entratadell'evaporatore di 6°C viene ora raggiunta unapotenza dell'evaporatore di 184 kW, risp. unapotenza del condensatore di 252 kW, ciò checorrisponde ad una temperatura di andata di 40+ (10 . 252/300) = 48°C invece di 50°C. Inoltre latemperatura di uscita dell'evaporatore è ancoradi 6 - (6 . 184/225) = 1,1 °C

Raccomandazioni

– Per quanto concerne l'evaporatore occorre tener conto in modospeciale di quanto segue: potenza massima possibile delle fonti dicalore, temperatura minima che si manifesta nelle fonti di calore,temperatura di uscita dell'evaporatore minima ammissibile

– Per quanto concerne il condensatore occorre tener conto in modoparticolare di quanto segue: per quello che riguarda le fonti el'utilizzatore vi sono variazioni di potenza; l'intervallo di sicurezzadella temperatura di condensazione massima ammissibile deveessere di almeno 5 K

– Nei nuovi impianti dimensionare il sistema di erogazione del caloresulla base delle esigenze della pompa di calore e non fare il contrario!

– È raccomandabile eseguire una regolazione dell'uscitadell'evaporatore per variazioni di temperatura della fonte di calore> 8 K

– Nel caso in cui manchi una grande esperienza per quanto concerneun funzionamento di lunga durata, prevedere uno sfruttamentoindiretto (un'analisi dell'acqua costituisce sempre un «rilevamentoistantaneo»)

– Fare costruire i pozzi di prelevamento da una ditta specializzata equalificata

Regole empiriche

– Dimensionare la portata della captazione dell'acqua freatica ameno del 50% della capacità massima possibile del pozzo filtrante

– Dimensionare la portata dell'evaporatore secondo A10/A35 – Nel caso di uno sfruttamento indiretto il dimensionamento degli

scambiatori di calore deve aver luogo parimenti secondo A10/A35– Raffreddamento dell'acqua freatica < 8 K, valore empirico 4...5 K

3. Dimensionamento

32

ACQUA DI SUPERFICIE

Effetti

Anomalia della bassa pressione, acqua disuperficie che gela nell'evaporatore, risp.nello scambiatore di calore intermedio


Non si riesce a raggiungere la temperaturaambiente richiesta

Tabella 45: indicazioni per evitare gli errori nel caso di acqua di superficie quale fonte di calore

Ipotesi di progettazioneTemperatura dell'acqua di superficie = all'incirca costante

Temperatura di uscita dell'evaporatore = costante ≥ 2°C

Potenza dell'evaporatore = costante


Quantità costante dell'acqua di superficie, diqualità costantemente buona

Cause

Non è possibile fornire la potenzanecessaria all'evaporatore:– portata dell'evaporatore troppo esigua a


– potenza dell'evaporatore più elevata diquanto previsto a causa di unatemperatura di andata troppo bassa

– temperatura della fonte di calore minore diquanto ci si attendeva (esempio 1)

La potenza del condensatore non puòessere smaltita:– portata troppo piccola del condensatore a


– potenza del condensatore più elevata diquanto previsto a causa di una temperaturapiù elevata delle fonti di calore (esempio 2)

A causa della temperatura troppo bassadelle fonti di calore la potenzialità calorificarichiesta, risp. la temperatura di andata nonpossono essere raggiunte (esempio 1)

Funzionamento realeGrande variazione della temperatura dell'acquadi superficie (notevolmente maggiore che nonnel caso dell'acqua freatica)

La temperatura di uscita minima ammissibiledell'evaporatore di 2°C scende al di sotto di talelivello nel caso di una temperatura troppo bassadell'acqua di superficie (anche nel caso di unatemperatura d'uscita del condensatore troppobassa)

Potenza dell'evaporatore = variabile (molto piùvariabile che non nel caso dell'acqua freatica)

Potenzialità calorifica = variabile (molto piùvariabile che non nel caso dell'acqua freatica)

Variazioni della quantità, erosione, corrosione,formazione di alghe, conchiglie migranti, detriti,ecc. compromettono queste ipotesi

Esempi

Dati di dimensionamento (A10/A50):– potenza dell'evaporatore = 225 kW– potenza del condensatore = 300 kW– temperatura di andata/di ritorno = 50/40°C– temperatura di entrata/di uscita

dell'evaporatore = 10/4°C – temperatura di condensazione = 55°CEsempio 1: per una temperatura di entratadell'evaporatore di 4°C è raggiunta una potenzadell'evaporatore di soli 173 kW, risp. unapotenza del condensatore di 240 kW,corrispondenti ad una temperatura di andata di40 + (10 . 240/300) = 48°C invece di 50°C. Inoltrela temperatura di uscita dell'evaporatore èancora di circa 4 - (6 . 173/225) = - 0.6°C, ossiaforte pericolo di gelo!Esempio 2: nel caso di una temperatura dellefonti di calore di 15°C la potenza delcondensatore aumenta a 353 kW. Ne consegueche la temperatura di andata può aumentare a40 + (10 . 353/300) = 52°C, ossia vi è ancora unlimite di sicurezza di soli 3 K!

Raccomandazioni

– Senza dati garantiti a lunga scadenza ed una grande esperienza praticala realizzazione diventa problematica

– Di regola non è possibile un funzionamento monovalente consfruttamento diretto

– La soluzione più sicura è rappresentata da uno sfruttamento indirettocon pozzo filtrante

– Curare in modo speciale il settore dell'evaporatore: potenza massimapossibile delle fonti di calore, temperatura delle fonti di calore minima,temperatura d'uscita minima ammissibile dell'evaporatore

– Per quanto concerne il condensatore occorre tener conto in modoparticolare di quanto segue: per quello che riguarda le fonti el'utilizzatore vi sono variazioni di potenza; l'intervallo di sicurezza dellatemperatura di condensazione massima ammissibile deve essere dialmeno 5 K

– Nei nuovi impianti dimensionare il sistema di erogazione del caloresulla base delle esigenze della pompa di calore e non fare il contrario!

– È raccomandabile una regolazione dell'uscita dell'evaporatore pervariazioni di temperatura della fonte di calore > 8 K (ciò che è sempreil caso per l'acqua di fiume)

– È raccomandabile una regolazione della temperatura di uscita delcondensatore

– Fare costruire il pozzo filtrante da una ditta specializzata e qualificata– La garanzia della sicurezza dell'esercizio richiede un dispendio

relativamente elevato

Regole empiriche

– Dimensionare la portata dell'evaporatore nel circuito intermediosecondo A10/A35

– Anche il dimensionamento dello scambiatore di calore nel casodi sfruttamento indiretto deve avvenire secondo A10/A35

PC

Sfruttamento indiretto

ϑ EV,E

Sfruttamento diretto

PC

ϑ EV,U

– Non si deve dimensionare in modo troppo scarso la potenzadelle pompe di calore (periodi di riposo sufficientemente lunghi)

– Mantenere bassa la potenza di prelevamento – Per le sonde geotermiche occorre ottimizzare per una perdita di

pressione possibilmente esigua la lunghezza, il numero ed ildiametro delle stesse

– Per quanto concerne i collettori tubolari sotterranei, ottimizzare lalunghezza ed il numero delle tratte su una perdita di pressionepossibilmente esigua

– Nei nuovi impianti dimensionare il sistema di erogazione delcalore sulla base delle esigenze della pompa di calore e non fareil contrario!

– Fare costruire le sonde geotermiche da una ditta specializzata equalificata

33

3. Dimensionamento

Tabella 46: indicazioni per evitare gli errori utilizzando il terreno quale fonte di calore (sonde geotermiche, collettori tubolarisotterranei)

TERRENO (sonde geotermiche, collettoretubolare sotterraneo)

Ipotesi di progettazione Funzionamento reale

Effetti Cause Esempio

Raccomandazioni Regole empiriche

Collettore tubolare sotterraneo conricarica solareNon è raccomandabile istallare il collettoresolare prima del collettore tubolaresotterraneo, poiché in tale caso il collettoretubolare sotterraneo essicca in modoesagerato attorno ai tubi, diminuendo cosìla capacità di prelevamento

Anomalia della bassa pressione


La temperatura ambiente richiesta nonviene raggiunta

Rendimento costante e senza limiti dellefonti di calore

Sono preferite le sonde che si suppongonoparticolarmente efficaci

Dimensionamento per una durata difunzionamento più lunga possibile

Dimensionamento più contenuto possibilesolo sulla base di dati concernenti ilrendimento

In realtà– la massa volumetrica della portata è

esigua– la durata di prelevamento è limitata– l'offerta annua è costante

Le misurazioni non hanno dato comerisultato differenze sostanziali

Tempi di funzionamento troppo lunghicreano sovraccarico nel terreno a causa ditempi di riposo troppo brevi

In ultima analisi non sono decisivi i daticoncernenti il rendimento, bensì i tempi disfruttamento

Non è possibile fornire la potenza necessariaall'evaporatore:– il terreno è «esaurito (cfr. esempio)»– la portata dell'evaporatore è troppo piccola

a causa di errori di dimensionamento o diconcentrazione errata del prodotto antigelo

La potenza del condensatore non può esseresmaltita:– portata troppo piccola del condensatore a


A seguito dell'«esaurimento» del terreno nonè più possibile raggiungere la potenzialitàcalorifica, risp. la temperatura di andata

Dati di dimensionamento:– potenza dell'evaporatore = 6 kW– potenza del condensatore = 10 kW– potenza di prelevamento ammissibile

delle sonde geotermiche = 6 kW per unmassimo di 16 ore d'esercizio ed unperiodo di riposo di 8 ore

Un fabbisogno di calore giornaliero di oltre160 kWh richiede oltre 16 ore difunzionamento al giorno. In questo modo ilterreno viene sollecitato troppo fortementee la conseguenza può essere la formazionedi gelo permanente

– Durata massima di prelevamento annuo 2000 h– Stabilire la potenza di prelevamento sulla base S0/A35 Per le sonde geotermiche vale (Altipiano svizzero):– potenza di prelevamento per metro lineare di sonda 50 W/m– lunghezza della sonda per chilowatt di potenzialità calorifica

15 m/kWPer il collettore tubolare sotterraneo vale (Altipiano svizzero):– quantità massima di prelevamento annuo per metro quadrato di

superficie del collettore tubolare sotterraneo 70 kWh/m2a– potenza di prelevamento per metro quadrato di superficie del

collettore tubolare sotterraneo senza ricarica solare 15...20 W/m2

e con ricarica solare 30...40 W/m2

– superficie del collettore tubolare sotterraneo per chilowatt dipotenzialità calorifica senza ricarica solare 42...55 m2 e conricarica solare 20...27 m2

ϑ EV,U

ϑ EV,E

PC

PC

3. Dimensionamento

34

Tabella 47: indicazioni per evitare gli errori nel caso di sfruttamento dell'aria esterna quale fonte di calore

ARIA ESTERNA Ipotesi di progettazione

Effetti Anomalia della bassa pressione


Anomalia della temperatura del gas caldo

Non viene raggiunta la temperaturaambiente richiesta

– Di regola adatto solo ad un funzionamento bivalente– Il funzionamento monovalente può essere provato in impianti di

minime dimensioni con meno di 10 kW di potenzialità calorifica etemperature di andata e di ritorno molto basse (lo stesso vale peril funzionamento monoenergetico, cfr. capitolo 2.3)

– Verificare con cura il tipo di sbrinamento ed i suoi effetti– Considerare tempestivamente l'adozione di eventuali misure

d'isolamento acustico– Durante il dimensionamento tener conto assolutamente del fatto

che la potenza del condensatore è soggetta a variazioniestremamente ampie (fino a 2,5 volte!)

– Prevedere un dimensionamento ad una differenza di temperaturabassa nel condensatore ed a temperature di andata e di ritornopure basse, nonché una temperatura di disinserimentodipendente dalle condizioni atmosferiche

A causa della potenzialità calorifica molto variabile, laformulazione di regole empiriche è pericolosa. Di solito nei casiseguenti insorgono meno problemi:– differenza di temperatura minima possibile nel condensatore,

ossia portata massima possibile (significa tuttavia un consumo dienergia elettrica maggiore da parte delle pompe!)

– dimensionamento dell'erogazione del calore a temperature diandata e di ritorno più basse possibili (nel caso di risanamentinon possono più essere influenzate!)

Non è possibile fornire la potenzanecessaria all'evaporatore:– temperatura esterna troppo bassa

(dimensionamento errato oppurecomando mancante del disinserimentonel caso di funzionamento bivalente)

– portata troppo piccola dell'evaporatore acausa di errori di dimensionamento,formazione di ghiaccio, sporcizia oppureuna caduta di pressione troppo elevatanel canale

La potenza del condensatore non puòessere smaltita:– una potenza del condensatore molto più

elevata di quanto previsto (fino a 2,5volte, cfr. esempio)

– portata troppo piccola del condensatorea causa di errori di dimensionamento o disporcizia

Dimensionamento errato oppure comandodi disinserimento mancante creanoun'anomalia a causa di una temperaturaesterna bassa in modo inammissibileA causa della temperatura troppo bassadelle fonti di calore la potenzialità calorificarichiesta, risp. la temperatura di andata nonpossono essere raggiunte

Dati di dimensionamento:– potenza dell'evaporatore = 75 kW per

Ar10/A50– potenza dell'evaporatore = 161 kW per

A15/A35– temperatura di andata/di ritorno = 50/40°C – temperatura di condensazione = 55°CCon una temperatura esterna di 15°C risultauna differenza di temperatura nelcondensatore di:10 K . 161 kW / 75 kW = 22 KQuando il punto di disinserimento èregolato in modo fisso sulla temperaturaminima di ritorno di 40°C, si avrà, nel casoestremo, una temperatura di andata di 62°C,ciò che per forza causerà un'anomaliadell'alta pressione

Rimedio: dimensionamento ad unadifferenza di temperatura minore nelcondensatore e ad una temperatura diandata/di ritorno minori oppure ad unatemperatura di disinserimento dipendentedalle condizioni atmosferiche


La temperatura esterna minima calcolatanel punto di dimensionamento è latemperatura esterna minima che potrebbeeventualmente verificarsi

L'impianto delle fonti di calore è fornito conla pompa di calore e non crea quindiproblemi di progettazione

Si può trascurare l'interruzione che ha luogodurante il funzionamento dello sbrinatore

– Potenzialità calorifica al limite delriscaldamento e circa 2,5 volte maggiore chenon nel punto di dimensionamento

– Diminuzione della potenzialità calorifica acausa della formazione di ghiaccionell'evaporatore

– Influsso dovuto ad un aumento localedell'umidità dell'aria

– Riduzione dovuta al funzionamento dellosbrinatore

Per un breve lasso di tempo possonoinsorgere temperature esterne notevolmenteminori e durante questo tempo la pompa dicalore non è in grado di fornire la potenzialitàcalorifica richiesta– Misure secondarie (canali, silenziatori)

riducono la quantità d'aria nominale– Formazione di condensa, ristagno dell'acqua

di sbrinamento, formazione di ghiaccio, localid'istallazione con «clima di lavanderia», ecc.creano problemi inaspettati

Tempi di sbrinamento più lunghi di quantoatteso (ad es. a causa di una differenza dipressione troppo esigua durante losbrinamento a gas caldo)

Cause

Raccomandazioni Regole empiriche

Esempio

Funzionamento reale

PC

35

3. Dimensionamento

3.4 Accumulatori

Disaccoppiamento idraulico

Dal lato della pompa di calore e da quellodell'utilizzatore vi sono circuiti con portate differenti.Essi devono essere disaccoppiati l'uno dall'altro.Nel caso più semplice ciò avviene mediante un by-pass. Per potere contemporaneamente assorbireanche l'eccesso di potenza, in caso normale nellapompa di calore viene inserito un by-pass molto«spesso» sotto forma di un accumulatore(eccezione: cfr. riquadro 48).

Accumulatori tecnici, accumulatori termici

Il condensatore è in grado di sopportare un volumedi acqua molto limitato. Il suo comportamento èsimile a quello di uno scaldacqua istantaneo. Ciòcauserebbe una frequenza di commutazione troppoelevata a causa dell'eccesso di potenza durante lamaggior parte del periodo di riscaldamento. Èquesto il motivo per cui è necessaria una grandezzaminima dell'accumulatore. In casi determinati èauspicabile una capacità maggioredell'accumulatore per superare le interruzionidovute all'esercizio. È opportuno fare la distinzioneseguente:– accumulatore tecnico – può essere

considerato, per così dire, come un «malenecessario» – onde garantire la frequenza dicommutazione massima ammissibile

– accumulatore termico per l'accumulazione dimaggiori quantità di calore su un arco di tempopiù lungo.

La tabella 51 contiene funzioni, definizioni edindicazioni per il calcolo.

Carica graduale, carica stratificata

Occorre inoltre fare la distinzione seguente, aseconda del tipo di carica dell'accumulatore:– nel caso della carica graduale, quest'ultima

avviene appunto gradualmente in parecchipassaggi con una temperatura d'uscita delcondensatore in aumento. Tale tipo di carica èutilizzata di preferenza nei piccoli impianti con ungruppo di riscaldamento (cfr. anche riquadro 49)

– Nel caso della carica stratificata, la caricaavviene appunto per strati, in un unico passaggioe ad una temperatura d'uscita costante delcondensatore.

Le differenze caratteristiche più importanti e leraccomandazioni concernenti il dimensionamentosono riassunte nella tabella 52.

Impianti senza accumulatore

Nel caso d'impianti piccoli e minimi, all'accumulatoretecnico si imputano spesso i costi d'investimentotroppo elevati, il fabbisogno di posto e le perditetermiche. Un accumulatore tecnico offre tuttavia tantivantaggi da rendere giustificata la rinuncia allo stessosolo nei casi più rari.

Bisognerebbe rinunciare ad un accumulatoretecnico soltanto se sono adempiuti completamente ipresupposti seguenti:– potenza quasi costante delle fonti di calore

(variazione della temperatura massima di 5 K)– volume dell'acqua calda dell'impianto maggiore di

15 l/kW – buona capacità dell'accumulatore del sistema di

erogazione del calore (ad es. riscaldamento inertetramite il pavimento)

– nessuna valvola termostatica oppure poche valvoletermostatiche (possibile in una casa unifamiliare,mentre nel caso di oltre 4 utenti è in contraddizionecon un conteggio dei costi di riscaldamentodipendente dal consumo che prescrive unaregolazione individuale della temperaturaambiente)

– comando, regolazione ed idraulica devono esseredimensionati, regolati ed ottimizzati come sistemaglobale dalla fonte di calore fino all'erogazione delcalore stesso

– un'equilibratura idraulica è assolutamenteindispensabile

Quando è razionale la carica graduale?

La carica graduale è economica e fornisce con maggiorfacilità un coefficiente di lavoro annuo un po' miglioredella carica stratificata. A questo fatto si contrappongonotuttavia diversi fattori difficilmente calcolabili (cfr. tabelleda 52 a 55):– consumo supplementare di corrente elettrica da parte

della pompa (cfr. ultimo esempio del capitolo 2.6)– variazioni della temperatura di andata– ripercussione sull'evaporatore al momento

dell'avviamento– copertura insufficiente al primo passaggioSoprattutto l'ultimo punto menzionato potrebbe essereevitato se la differenza di temperatura nel condensatorefosse scelta in modo adeguato alla differenza dellatemperatura di dimensionamento. In questo modo,tuttavia, la carica graduale non avrebbe più senso, poichénella migliore delle ipotesi si verificherebbero almeno 2passaggi solo al limite del riscaldamento.

Una carica graduale è raccomandabile solo se sonoadempiuti i presupposti seguenti :– impianto piccolo (soprattutto a causa del prezzo

vantaggioso!)– un solo gruppo di riscaldamento– solo per accumulatori tecnici

Riquadro 48

Riquadro 49

Contenuto dell'accumulatore VACC per unadeterminata capacità dell'accumulatore Q

VACC [m3] = 0,86 Qk [kW]∆ϑ [K]

Per ∆ϑ occorre applicare la differenza di temperaturadeterminante per la capacità di accumulazione nel punto difunzionamento considerato, di regola:

∆ϑ carica graduale = (ϑCON,MAX - ϑDISINS

2- ϑR)[K]

∆ϑ carica stratificata = ϑ carica - ϑR [K]VACC deve essere a disposizione quale contenuto utilizzabiledell'accumulatore. Il contenuto reale dell'accumulatoredeve perciò essere aumentato del volume al di sopra delsensore d'inserimento, del volume al di sotto del sensoredi disinserimento ed ev. della zona in comune

3. Dimensionamento

36

Differenza di temperatura nel condensatore,punto d'inserimento e di disinserimento

Dopo che è stato stabilito quale tipo di accumulatore(accumulatore tecnico o accumulatore termico?) equale tipo di carica (carica graduale o caricastratificata?) devono essere utilizzati, occorre fissaresoprattutto tre grandezze:– la differenza di temperatura nel condensatore

stabilisce portata, prevalenza e consumo di correnteelettrica della pompa del condensatore

– il punto d'inserimento del sensore superioredell'accumulatore stabilisce quando l'accumulatore è«vuoto» e la pompa di calore deve essere inserita

– il punto di disinserimento del sensore inferioredell'accumulatore (o sensore nel ritorno verso lapompa di calore) determina quando l'accumulatoreè «pieno» e la pompa di calore deve esseredisinserita.

Raccomandazioni concernenti il dimensionamento edesempi sono raccolti nelle tabelle e nelle figure da 52 a55. Quale differenza della temperatura didimensionamento dell'impianto di sfruttamento delcalore è stato in generale scelta 15 K (i riscaldamentitramite il pavimento vengono spesso dimensionati a10 K).

Simboli

QACC = capacità dell'accumulatore [kWh]CON = potenzialità calorifica del condensatore

[kW]VACC = contenuto dell'accumulatore [m3]

CON = portata del condensatore [m3/h]ϑ INS = temperatura d'inserimento [°C]ϑDISINS = temperatura di disinserimento [°C]ϑA/R = temperatura di andata/di ritorno [°C]ϑCON,MAX = temperatura di uscita massima del

condensatore [°C]ϑ carica = temperatura di carica [°C]∆ϑCON = differenza di temperatura nel conden-

satore [K]∆ϑbivalenza = differenza di temperatura A-R punto di

bivalenza [K]∆ϑdimensionamento = differenza di temperatura A-R punto di

dimensionamento [K]

Q.

V.

Riquadro 50

Accumulatore tecnico Accumulatore termico

Funzioni– disaccoppiamento idraulico– frequenza di commutazione ridotta (esigenza

dell'azienda elettrica, maggiore durata di vita delcompressore)

– fonte di calore per lo sbrinamento (solo nel caso di unapompa di calore aria-acqua)

Contenuto dell'accumulatore VACC,MIN per unadeterminata frequenza di commutazione massima n

VACC,MIN [m3] = 0,22 Qk [kW]

n [-] . ∆ϑ [K]

Per ∆ϑ occorre applicare la differenza di temperaturadeterminante per la capacità di accumulazione con 50% dicarico. Con le seguenti ipotesi si viaggia «sul sicuro»:

∆ϑ carica graduale = (ϑCON,MAX - ϑDISINS

2- ϑR,MAX)[K]

∆ϑ carica stratificata = ϑ carica - ϑR,MAX [K]

DefinizioneFrequenza massima di commutazione n = 2...3

DefinizioneFrequenza di commutazione massima n < 2

FunzioniRispetto all'accumulatore tecnico, in quello termico haluogo un'accumulazione di calore in un lasso di tempomaggiore ed esistono le funzioni accessorie seguenti:– maggiore percentuale di elettricità a tariffa bassa– superamento di lunghe durate d'interdizione (a questo

proposito deve ad ogni modo essere noto il momento)– superamento di lacune nell'offerta da parte della fonte

di calore (specialmente nel caso di utilizzazione di caloreresiduo)

Tabella 51: differenza tra gli accumulatori tecnici e gli accumulatori termici (per i simboli cfr. riquadro 50)

.

37

3. Dimensionamento

Carica graduale Carica stratificata

Avvertimento: la differenza tra i coefficienti di rendimento dellacarica graduale e della carica stratificata è minore di quanto quiraffigurato, anche se, per la carica graduale, si tiene inconsiderazione l'assorbimento di corrente elettrica supplementareda parte delle pompe (cfr. ultimo esempio del capitolo 2.6)

Portata del condensatore CON

CON [m3/h] = 0.86 . CON [kWh] / ∆ϑCON [K]

Occorre giungere ad un compromesso: – portata maggiore possibile, affinché la temperatura del

condensatore rimanga bassa, sia piccola la variazione ditemperatura nell'accumulatore e la capacità dell'accumulatore siagrande

– portata per quanto possibile minima, affinché la potenza dellapompa del condensatore rimanga bassa

Raccomandazione per la differenza di temperatura didimensionamento del condensatore ∆ϑCON:fonte di calore quasi costante– monovalente ∆ϑCON = 0,5 . ∆ϑdimensionamento– bivalente-parallelo ∆ϑCON = 0,7 . ∆ϑbivalenza– bivalente-alternativo ∆ϑCON = 0,7 . ∆ϑbivalenza

fonte di calore fortemente variabile– monovalente ∆ϑCON = 0,5 . ∆ϑdimensionamento– bivalente-parallelo ∆ϑCON = 0,5 . ∆ϑbivalenza– bivalente-alternativo ∆ϑCON = 0,5 . ∆ϑbivalenza

Temperatura d'inserimento ϑ INSAffinché per quanto concerne lo sfruttamento del calore non abbia luogo un «passaggio a vuoto» a livello della temperatura di andata, ϑ INSdeve essere almeno tanto elevato quanto la massima temperatura di andata. A causa di perdite dell'accumulatore, dopo un'interruzionepiuttosto lunga può manifestarsi una temperatura di andata troppo bassa, ciò che normalmente non ha tuttavia alcun effetto destabilizzante(eccezioni: ventilazione senza RDC, riscaldamento dell'acqua). In caso di carica graduale non può essere evitata di tanto in tanto unacopertura insufficiente a causa della temperatura di ritorno troppo bassa durante il primo passaggio

Temperatura di disinserimento ϑDISINSϑDISINS ≤ ϑCON,MAX - ϑCON a condizione che ϑDISINS >ϑ INSQuando è utilizzata l'aria esterna quale fonte di calore ∆ϑCON è fortemente variabile. Deve di conseguenza essere utilizzato il valoremassimo che si presenta. Se ciò nonostante non può essere rispettata la condizione ϑDISINS > ϑ INS, il punto di disinserimento (ed ev. ancheil punto d'inserimento) deve avere un comando dipendente dalle condizioni atmosferiche

Temperatura di carica ϑcaricaPer permettere al disinserimento di funzionare vale: ϑcarica > ϑDISINS

fonte di calore fortemente variabile– monovalente ∆ϑCON = 0,5 . ∆ϑdimensionamento– bivalente-parallelo ∆ϑCON = 0,7 . ∆ϑbivalenza– bivalente-alternativo ∆ϑCON = 0,7 . ∆ϑbivalenza

fonte di calore quasi costante– monovalente ∆ϑCON = ∆ϑdimensionamento– bivalente-parallelo ∆ϑCON = ∆ϑbivalenza– bivalente-alternativo ∆ϑCON = ∆ϑbivalenza

Portata del condensatore CON

CON [m3/h] = 0,86 . CON [kWh] / ∆ϑCON [K]

In generale vale:– per una potenza quasi costante delle fonti di calore può essere

eseguito un dimensionamento su una portata minima (nel casodi comando dipendente dalle condizioni atmosferiche èeventualmente razionale una portata maggiore)

– nel caso di una potenza variabile delle fonti di calore ilfunzionamento deve di regola aver luogo con una portata piùelevata

Raccomandazione per la differenza di temperatura didimensionamento del condensatore ∆ϑCON:

DescrizioneL'accumulatore è caricato a strati, con una temperatura di uscitacostante del condensatore. Può essere caricato in modo esatto adun determinato valore nominale. Questo valore nominale puòessere comandato dalle condizioni atmosferiche. Vantaggi: controllo esatto della temperatura dell'accumulatore

è garantita una temperatura costante di andatanessun caso di copertura insufficiente minor potenza della pompa del condensatoresfruttamento massimo della capacità dell'accumulatore stratificazione migliore nessuna ripercussione sull'evaporatore

Svantaggi: maggior temperatura di condensazione costi più elevati (regolazione della carica)

V.

V.

V.

V.

Q.

Q.

DescrizioneL'accumulatore viene caricato gradualmente in parecchi passaggi, conuna temperatura d'uscita del condensatore in aumento.L'accumulatore non può essere caricato ad una temperatura finaleesatta. Essa varia attorno alla differenza di temperatura nelcondensatore.

Vantaggi: temperatura di condensazione più bassa costi minori(nessuna regolazione della carica)

Svantaggi: temperatura dell'accumulatore più difficilmentecontrollabile variazioni della temperatura di andata al momento dellacarica copertura insufficiente durante il primo passaggio potenzamaggiore della pompa del condensatore capacità dell'accumulatorenon sfruttata al massimo stratificazione peggiore ripercussionesull'evaporatore (spec. avviamento!)

Tabella 52: riepilogo della carica dell'accumulatore (per i simboli cfr. riquadro 50)

INS

INS

DISINS

DISINSDISINS

INS

PC

PCPC

ε= 3,5

ε= 3,5

ε= 3,5

ε= 3,75

ε= 3,25 ε= 3,25 ε= 3,25

ε= 3,25

ε= 3,0ε= 4,0

ε= 4,0

∆ϑC

ON

= 8

k∆ϑ

CO

N=

8 k

∆ϑC

ON

= 15

k

3. Dimensionamento

38

Fonte di calore quasi costante Fonte di calore fortemente variabileCarica graduale, monovalenteDimensionamento dell'impianto perlo sfruttamento del calore:ϑA/R = 48/33°C

Differenza di temperatura tra andata eritorno nel punto di dimensionamento:∆ϑdimensionamento = 15 K

Temperatura massima d'uscita delcondensatore:ϑCON,MAX = 52°Cossia l'intervallo di sicurezza secondola figura 43 è di soli 3 K!

La temperatura finaledell'accumulatore è casuale e si trovaall'interno della superficiecontrassegnata

Nel caso di una fonte di calore moltovariabile è necessario un comandodella temperatura d'inserimento e didisinserimento dipendente dallecondizioni atmosferiche, affinché siasempre soddisfatto il principio ϑDISINS >ϑ INS

Nel caso di una temperatura ester-na bassa durante il primo passaggionon può essere evitata una coperturainsufficiente a causa di una tempera-tura di andata troppo bassa (cfr.riquadro 49)

Carica stratificata, monovalenteDimensionamento dell'impianto perlo sfruttamento del calore:ϑA/R = 48/33°C

Differenza di temperatura tra andata eritorno nel punto didimensionamento:∆ϑdimensionamento = 15 K

La temperatura di uscita ammissibiledel condensatore ϑCON,MAX = 52°Cnon sarà certamente superata, poichéla temperatura di carica ϑcarica = 48°C

Nel caso di una fonte di calore moltovariabile è necessario un comandodella temperatura d'inserimento e didisinserimento dipendente dallecondizioni atmosferiche

Figura 53: esempi per il dimensionamento di impianti monovalenti

ϑCON,MAX

∆ϑC

ON

∆ϑC

ON

∆ϑC

ON ∆ϑ

CO

N

ϑCON,MAX

ϑCON,MAX

ϑDISINS ϑDISINS

ϑ DISINS

ϑDISINS

ϑDISINS

ϑDISINS

ϑ INS

ϑ INS

ϑ INS

ϑ INSϑ INS

Temperatura esterna [°C] Temperatura esterna [°C]


Fabbisogno di p

otenza calorifi

ca

Potenz. calorifica PC



Fabbisogno di p

otenza calorifi

ca

Fabbisogno di p

otenza calorifi

ca

Fabbisogno di p

otenza calorifi

ca

Potenzialità calorifica PC

Punto di dimension.

Punto di dimension.

Punto di dimension.

Punto di dimension.

Limite delriscaldame

nto


nto


nto


ntoPotenza [kW] Potenza [kW]

Potenza [kW]Potenza [kW]


ϑ INS

ϑCON,MAX

ϑ carica ϑ carica

∆ϑCON = 0,5 .15 K = 8 Kϑ INS = 33°C valore costanteϑDISINS = 44°C valore costante

∆ϑCON = 15 Kϑ INS = 33°C valore costanteϑDISINS = 37°C valore costanteϑcarica = 48°C valore costante

∆ϑCON = 0,5 . 15 K = 8 K (8...20 K)ϑ INS = 33...27°C comando dip. cond. atmosf.ϑDISINS = 44...32°C comando dip. cond. atmosf.

∆ϑCON = 0,5 . 15 K = 8 K (8...20 K)ϑ INS = 33...27°C comando dip. cond. atmosf.ϑDISINS = 44...32°C comando dip. cond. atmosf.ϑcarica = 48°C valore costante

Temperatura di andata/di ritorno [°C] Temperatura di andata/di ritorno [°C]

Temperatura di andata/di ritorno [°C]Temperatura di andata/di ritorno [°C]

∆ϑC

ON

39

3. Dimensionamento

Carica graduale, bivalente-parallelo

Dimensionamento dell'impianto perlo sfruttamento del calore:ϑA/R = 55/40°C

Differenza di temperatura tra andata eritorno nel punto di bivalenza:∆ϑbivalenza = 9 K

Temperatura massima d'uscita delcondensatore:ϑCON,MAX = 52°Cossia l'intervallo di sicurezza secondola figura 43 è di soli 3 K!


Durante il primo passaggio nellevicinanze del punto di bivalenza nonpuò essere evitata una coperturainsufficiente a causa di unatemperatura di andata troppo bassa(cfr. riquadro 49)

Carica stratificata, bivalente-parallelo



La temperatura di uscita ammissibiledel condensatoreϑCON,MAX = 52°Cnon sarà certamente superata, poichéla temperatura di carica ϑcarica = 44°C

Fonte di calore fortemente variabileFonte di calore quasi costante

ϑCON,MAX ϑCON,MAX

ϑCON,MAXϑCON,MAX

∆ϑC

ON

∆ϑC

ON

∆ϑC

ON

∆ϑCON

ϑDISINS ϑDISINS

ϑDISINS ϑDISINS

ϑ INS ϑ INS

ϑ INS ϑ INS



Fabbisogno di p

otenza calorifi

ca

Fabbisogno di p

otenza calorifi

ca

Fabbisogno di p

otenza calorifi

ca

Fabbisogno di p

otenza calorifi

ca



Potenz. calorifica PCPotenz. calorifica PC

Punto di dimension.

Punto di dimension.

Punto di dimension.

Punto di dimension.


nto


nto


nto


nto

Potenza [kW]

Punto di bivalenza Punto di bivalenza

Punto di bivalenzaPunto di bivalenza

Potenza [kW]

Potenza [kW] Potenza [kW]

ϑ carica

∆ϑCON = 0,7 . 9 K = 7 Kϑ INS = 40°C valore costanteϑDISINS = 46°C valore costante

∆ϑCON = 0,5 . 9 K = (3…8 K)ϑ INS = 40°C valore costanteϑDISINS = 44°C valore costante

∆ϑCON = 9 Kϑ INS = 40°C valore costanteϑDISINS = 43°C valore costante ϑcarica = 44°C valore costante (> 43°C)

∆ϑCON = 0,7 . 9 K = 7 K (4...10 K)ϑ INS = 40°C valore costanteϑDISINS = 42°C valore costante ϑcarica = 44°C valore costante (> 42°C)

Figura 54: esempi per il dimensionamento d'impianti bivalenti-paralleli



3. Dimensionamento

40

Carica graduale, bivalente-alternativo



Temperatura massima d'uscita delcondensatore:ϑCON,MAX = 52°C

ossia l'intervallo di sicurezza secondola figura 43 è di soli 3 K!


Durante il primo passaggio nellevicinanze del punto di bivalenza nonpuò essere evitata una coperturainsufficiente a causa di unatemperatura di andata troppo bassa(cfr. riquadro 49)

Carica stratificata, bivalente-alternativo


Differenza di temperatura tra andata eritorno nel punto di bivalenza:ϑCON,bivalenza = 9 K

La temperatura di uscita delcondensatore ammissibileϑCON,MAX = 52°Cnon sarà certamente superata, poichéla temperatura di carica ϑcarica = 48°C

Fonte di calore fortemente variabileFonte di calore quasi costante

ϑCON,MAX ϑCON,MAX

ϑCON,MAXϑCON,MAX

∆ϑCON

∆ϑCON

∆ϑC

ON

∆ϑC

ON

∆ϑCON

ϑDISINS ϑDISINS

ϑDISINS

ϑDISINS

ϑ INS ϑ INS

ϑ INS ϑ INS



Fabbisogno di p

otenza calorifi

ca

Fabbisogno di p

otenza calorifi

ca

Fabbisogno di p

otenza calorifi

ca

Fabbisogno di p

otenza calorifi

ca





Punto di dimension.

Punto di dimension.

Punto di dimension.

Punto di dimension.


nto


nto


nto


nto

Potenza [kW]

Punto di bivalenza Punto di bivalenza

Punto di bivalenzaPunto di bivalenza

Potenza [kW]

Potenza [kW] Potenza [kW]

ϑ carica ϑ carica

∆ϑCON = 0,7 . 9 K = 7 Kϑ INS = 40°C valore costanteϑDISINS = 45°C valore costante

∆ϑCON = 0,5 . 9 K = (5…7 K)ϑ INS = 40°C valore costanteϑDISINS = 44°C valore costante

∆ϑCON = 9 Kϑ INS = 40°C valore costanteϑDISINS = 43°C valore costante ϑcarica = 48°C valore costante

∆ϑCON = 0,7 . 9 K = 7 K (7...10 K)ϑ INS = 40°C valore costanteϑDISINS = 42°C valore costante

Temperatura di andata/di ritorno [°C]



Figura 55: esempi per il dimensionamento d'impianti bivalenti-alternativi

41

4. Caso pratico

4.1 Situazione iniziale

In una casa d'abitazione e commercialenell'Altipiano svizzero deve essere costruita unapompa di calore funzionante con acqua freaticaquale fonte di calore. I dati di dimensionamento deisingoli gruppi sono contenuti nella tabella 56.Per una temperatura esterna di –10°C, la massimatemperatura di andata che può verificarsi è di 55°C.Essa è troppo elevata per un funzionamentomonovalente con R22 quale mezzo refrigerante. Ci siè quindi decisi per l'impiego di un impiantobivalente-parallelo con un punto di bivalenza dicirca 2...5°C. Lo schema di principio è illustrato allafigura 57.Le cifre presentate nella tabella 56 valgono per leportate delle pompe ma non per quelle delle valvolecome spesso erroneamente si suppone. Per levalvole valgono infatti in parte differenze ditemperatura più elevate e, di conseguenza, anche leloro portate e le loro cadute di pressione (importantiper stabilire l'autorità delle valvole) diventanocorrispondentemente minori! Anche per la portataglobale e le temperature che ne risultano valgononaturalmente le portate delle valvole e non quelledelle pompe. I risultati sono presentati nella tabella58.

4. Caso pratico

Dimensionamento ed equilibratura dei gruppiGruppo

A 10302520

55455545

45354035

0,862,581,431,72

BCD

PotenzaSIA

384/2[kW]

Tempe-ratura

di andata[°C]

Tempe-ratura

di ritorno[°C]

Portatapompa

[m3/h]

Dati ulteriori:– fabbisogno di energia annuo

calcolato secondo SIA 380/1 con utilizzazione effettiva 172'000 kWh/a

– temperatura di dimensionamento –10°C– punto di bivalenza 2...5°C– limite del riscaldamento 12°C– temperatura dell'acqua freatica 10°C costante– differenza di temperatura

evaporatore 5 K– frequenza di commutazione 2 volte/h– temperatura di carica costante o con

comando dip. dalle cond. atmosf.

Raccomandazione SIA 384/2: Fabbisogno dipotenza calorifica negli edifici. Zurigo: Società svizzeradegli ingegneri e degli architetti (SIA), 1982. –Raccomandazione SIA 380/1: Energia nell'edilizia.Zurigo: Società svizzera degli ingegneri e degli architetti(SIA), 1988 (Da ordinare presso: SIA, casella postale, 8039 Zurigo)

Figura 57: schema di principio concernente il caso pratico

Tabella 56: riepilogo della situazione iniziale

PCACC CA

4. Caso pratico

42

4.2 Diagramma della potenzaa dipendenza dalla temperatura

Il fabbisogno massimo richiesto di potenzialitàcalorifica risulta dal calcolo secondo SIA 384/2 ed ilfabbisogno termico al limite del riscaldamento èpraticamente nullo secondo le teorie usuali. In modocorrispondente varia la differenza di temperaturaall'andata ed al ritorno tra la differenza di temperaturadi dimensionamento e lo zero. Questo modo statico diconsiderare le cose non coincide secondo l'esperienzacon il funzionamento dinamico nella prassi. Lemisurazioni effettuate sugli impianti esistenti mostranoil comportamento seguente: al limite del riscaldamentosi manifesta un balzo notevole su un carico di banda e,d'altro canto, non viene per lo più raggiunta la potenzamassima secondo SIA 384/2 (figura 59)!

Nei sistemi di erogazione del calore esistenti, lecurve caratteristiche dell'energia e le curve termichedovrebbero sempre essere determinate mediante unamisurazione tecnica. Nei nuovi impianti i valori delcalcolo statico devono essere adattati nel migliormodo possibile agli andamenti dinamici che sipresentano in pratica

Un metodo spesso utilizzato nella prassi per ildimensionamento dei nuovi impianti è illustrato allafigura 60: tutte le curve si riferiscono ad unatemperatura esterna di 20°C e alla base delle curvetermiche si parte da una temperatura ipotetica diandata di 25°C (fornisce qui come risultato unapendenza realistica delle curve termiche di –1,0). Inquesto modo possono subito essere riportati i seguentipunti fissi:– temperatura di andata – 10/55°C e 20/25°C– temperatura di ritorno – 10/38,5°C e 20/25°C– fabbisogno di potenza calorifica – 10°C/85 kW

e 20°C/0 kW

4.3 Pompa di calore

Scelta della pompa di calore

La pompa di calore adeguata deve essere scelta sullabase della scheda tecnica fornita dal fabbricante.Basandosi sull'ipotesi di una temperatura quasicostante della fonte di calore di 10°C e di un punto dibivalenza di circa 2...5°C, nel presente caso la scelta ècaduta sulla pompa di calore la cui scheda tecnica èriepilogata in modo semplificato nella tabella 61.Mediante un procedimento discontinuo possonoessere riportati nel diagramma della potenza a

Gruppo Potenza

[kW]

Temperatura

di andata

[°C]

Temperatura

di ritorno

[°C]

Portatadella

valvola

[m3/h]

ABCDIn totale

1030252085

5555555555

4530403538,5

0,861,291,430,864,44

Tabella 58: portate delle valvole e portata globale nelpunto di dimensionamento per una temperatura esterna di–10°C; la temperatura principale di ritorno che ne risulta èdi 38,5°C

Figura 59: le curve termiche misurate staticamente (intratteggiato) e misurate in realtà e le curve caratteristichedell'energia (linea continua) sono molto diverse



Potenza [kW]

Punto di dimensionamento Limite del riscaldamento

43

4. Caso pratico

dipendenza dalla temperatura il punto esatto dibivalenza, nonché le temperature e le potenzecorrispondenti (temperatura di uscita del condensatorecon presupposto un comando dipendente dallecondizioni atmosferiche):– punto di bivalenza definitivo = 4°C– potenzialità calorifica delle pompe di calore nel

punto di bivalenza corrispondentemente ad unatemperatura esterna di 4°C e ad una temperatura diandata di 41°C: 44 kW

– potenzialità calorifica delle pompe di calore nelpunto di dimensionamento corrispondentemente aduna temperatura esterna di –10°C e ad unatemperatura di andata di 47°C: 43 kW.

Pompa del condensatore

Partendo dalla differenza di temperatura nelcondensatore e dalla potenzialità calorificacorrispondente può essere calcolata la portata dellapompa del condensatore nel punto di bivalenza,nonché la perdita di pressione nel condensatore (cfr.capitolo 3.2 e figura 60):

P,CON = 0,86 . 44 kW / (41°C - 32,3°C) = 4,4 m3/h

∆pCON = 100 . (4,4 m3/h / 8,6 m3/h)2 = 26 kPa

Per la prevalenza della pompa deve ancora essereaggiunta al risultato la perdita di pressione deldispositivo di carica (ipotesi: 10 kPa):

∆pP,CON = 26 kPa + 10 kPa = 36 kPa

Pompa dell'evaporatore

La portata della pompa dell'evaporatore e la caduta dipressione nell'evaporatore risultano dalla differenza ditemperatura scelta nell'evaporatore di 5 K e dalrendimento delle fonti di calore (potenzialità calorificameno la potenza motrice del compressore perA10/A35):

P,EV = 0,86 . (44,9 - 10,5 kW) / 5 K = 5,9 m3/h

∆pEV = 100 . (5,9 m3/h / 8,6 m3/h)2 = 47 kPa

Per la prevalenza della pompa si deve ancoraaggiungere la perdita di pressione dell'impianto dellefonti di calore (ipotesi: 20 kPa):

∆pP,EV = 47 kPa + 20 kPa = 67 kPa

Nel presente caso pratico quale fonte di calore è statascelta acqua freatica. Ne consegue che la potenzialitàcalorifica della pompa di calore è praticamentecostante. Nel caso di una pompa di calore aria-acquaessa sarebbe al contrario fortemente variabile (figura62 e riquadro 63).

Figura 60: diagramma della temperatura e della potenzaper il caso pratico; la pompa di calore acqua-acquacorrisponde alla scheda secondo la tabella 61

V.

V.



Punto di dimensionamento Punto di bivalenza Limite del riscaldamento

Potenza [kW]

Tabella 61: scheda tecnica semplificata di una pompa dicalore usuale sul mercato

Temperatura d'en-trata dellafonte dicalore

Potenzialità calorifica / potenza delcompressore nel caso di diversetemperature di andata [°C, risp. kW]

35

10 44,9/10,546,0/10,647,6/10,749,2/10,850,7/10,852,3/11,0

44,1/11,445,3/11,446,9/11,548,4/11,550,0/11,651,5/11,7

43,3/12,344,5/12,346,2/12,447,7/12,449,4/12,550,8/12,5

42,5/13,344,0/13,345,5/13,347,3/13,448,7/13,550,3/13,5

1214161820

40 45 50

Calcolo delle perdite di pressione:

∆p [kPa] = 100 . ( [m3/h] / kv [m3/h])2

Valori kv:– evaporatore 8,6 m3/h– condensatore 8,6 m3/h

V.

4. Caso pratico

44

4.4 Accumulatore

Contenuto dell'accumulatore

Secondo il capitolo 3.4 il contenuto dell'accumulatorerisulta dalla potenza della pompa di calore (43 kW nelpunto di dimensionamento), dalla frequenza dicommutazione (2 volte/h) e dalla differenza ditemperatura nel punto di dimensionamento,determinante per la capacità di accumulazione (47°C– 38,5°C = 8,5K):

VMIN = 0,22 43 kW = 0,56 m3

2 . 8,5 K

Impedire la circolazione difettosa nell'accumulatore!

La portata massima della corsa di andata principaleammonta a 4,4 m3/h (cfr. tabella 56). La portata dellapompa del condensatore ammonta parimenti a 4,4m3/h (cfr. capitolo «Pompa del condensatore»). Se laportata della corsa di andata principale diventassemaggiore della portata di carico versol'accumulatore, si manifesterebbe una circolazionedifettosa nell'accumulatore freddo e non potrebbeessere raggiunta la temperatura di andata richiesta.Ciò deve essere evitato in ogni caso.

È necessaria un'equilibratura idraulica accuratadell'impianto. Qualora siano uguali la portata delcondensatore e la portata della corsa di andataprincipale, la portata del condensatore dovrebbe permotivi di sicurezza essere regolata in modo daessere superiore del 10%

4.5 Caldaia

Potenza della caldaia

La figura 60 permette di rilevare immediatamente lapotenza necessaria della caldaia. Essa ammonta a:

85 kW – 43 kW = 42 kW

La caldaia scelta ha i dati seguenti:– potenza della caldaia 35...50 kW (la potenza del

bruciatore viene regolata sui 42 kW richiesti)– temperatura della caldaia 50...90°C (il termostato

della caldaia viene regolato su 60°C, ossia 5 K inpiù della temperatura di andata massimarichiesta)

– temperatura di ritorno minima ammissibile 38°C.



Potenza [kW]Punto di dimensionamento Punto di bivalenza Limite del

riscaldamento

Figura 62: complemento - diagramma della temperatura edella potenza per il caso pratico con una pompa di calorearia-acqua

Complemento: pompa di calore aria-acqua

Nella figura 62 sono rappresentate le condizioni ditemperatura e di potenza di una pompa aria-acqua. Lapompa di calore è stata scelta in modo che lapotenzialità calorifica nel punto di bivalenza di 4°Ccomporti parimenti 44 kW. A causa della forte variazionedel livello di temperatura tra l'uscita del condensatore(con comando dipendente dalle condizioniatmosferiche) e l'entrata dell'evaporatore, la potenzialitàcalorifica non risulta soltanto molto variabile, bensìesattamente contrapposta al fabbisogno richiesto dipotenza calorifica. Dipendente da questo fatto è ancheun peggioramento notevole del coefficiente direndimento nel caso di temperature esterne basse. Èquesto il motivo per cui l'impiego di una pompa dicalore aria-acqua è di regola poco interessante qualoraci si trovi molto al di sotto del punto di bivalenza

Riquadro 63

45

4. Caso pratico

Valvola di regolazione, pompa della caldaia

La valvola di regolazione nel circuito della caldaiaserve da un lato al mantenimento di una temperaturadi ritorno elevata e dall'altro la temperatura di andataviene così regolata sul valore richiesto. La portata dellavalvola di regolazione è calcolata nel modo seguentesulla base della potenza della caldaia (42 kW), dellatemperatura della caldaia (60°C) e della temperatura diandata della pompa di calore (47°C):

S,P = 0,86 . 42 kW / (60°C – 47°C) = 2,8 m3/h

L'iniezione nella corsa di andata principalecostituisce un fattore delicato. A causa di correntilaminari risultano facilmente misurazioni errate.Mediante l'adozione di misure adeguate è quindinecessario generare una portata turbolenta (ad es.mediante deflettori posti prima del sensore). Anche iregolatori (possibilmente PID) e le valvole (ciclo breve,piccolo sbalzo di portata nel settore d'apertura) devonoessere dimensionati in modo molto accurato

Nel presente caso la temperatura di andata minimaammissibile di 38°C è al di sotto di tale valorepraticamente solo durante la fase d'accensione. Lecaldaie vecchie richiedono tuttavia spesso temperaturedi ritorno notevolmente più elevate ed anche iltermostato della caldaia deve essere regolato ad unatemperatura adeguatamente più elevata. Un esempio èindicato nel riquadro 64.

4.6 Caratteristiche

Coefficiente di rendimento ε (valore istantaneo)

Nella prassi si usa effettuare i calcoli con il coefficiente direndimento ε che risulta dal rapporto tra i valoriistantanei della potenzialità calorifica erogata e dellapotenza assorbita dal compressore. Quale condizionemarginale deve sempre essere indicata la temperaturad'entrata dell'evaporatore e la temperatura di uscita delcondensatore. Per A10/A47 risulta ad esempio,mediante cifre interpolate della tabella 61:

ε = 43,0 kW / 12,7 kW = 3,39

COP (valore istantaneo)

Secondo la norma europea NE 255, invece delcoefficiente di rendimento secondo la definizionesummenzionata è utilizzato il Coefficient ofPerformance, abbreviato COP. In tal modo oltre allapotenza del compressore si tiene conto anche dellapotenza assorbita dal dispositivo di sbrinamento, daldispositivo di comando/regolazione e dai dispositivi di

V.

Complemento: caldaia di vecchio tipo contemperatura di 70°C e temperatura di ritornominima ammissibile di 60°C

La portata della valvola di regolazione è calcolata apartire dalla potenza della caldaia (42 kW), dallatemperatura della caldaia (70°C) e dalla temperatura diandata della pompa di calore (47°C) nel modo seguente:

= 0,86 . 42 kW / (70°C – 47°C) = 1,6 m3/h

La portata della pompa della caldaia risulta dallatemperatura della caldaia (70°C) e dalla temperatura diritorno minima richiesta (60°C)

= 0,86 . 42 kW / (70°C – 60°C) = 3,6 m3/h

La portata della pompa, notevolmente maggiorerispetto a quella della valvola, deve essere compensatamediante un by-pass tra la valvola e la pompa!

V.

V.

Riquadro 64

4. Caso pratico

46

andata (rendimento della pompa = 0,2; rendimento delventilatore = 0,3). Ciò vale ad ogni modo solo perelementi costruttivi all'interno della pompa di calore.Per A10/A47 risulta in questo modo:

Ppompa evaporatore = 47 kPa . 5,9 m3/h = 0,385 kW3600 . 0,2

Ppompa condensatore= 26 kPa . 4,4 m3/h = 0,159 kW3600 . 0,2

Pcomando/regolazione= 0,1 KW

COP = 43,0 kW(12,7 + 0,385 + 0,159 + 0,1) kW

COP = 3,22

Coefficiente di lavoro annuo CLA

Il coefficiente di lavoro annuo costituisce la grandezzacaratteristica più importante per la valutazione di unimpianto di pompe di calore. Vengono in questo modoparagonate l'una con l'altra tutte le quantità d'energiaaddotte e prodotte in un anno. Tale coefficiente puòessere calcolato con l'ausilio della curva di frequenzacumulativa (figura 65). In tal modo insorgono tuttaviadi nuovo gli stessi problemi come per il diagrammadella potenza a dipendenza dalla temperatura: i valoridel calcolo statico non concordano con i valori reali delfunzionamento dinamico. Occorre ovviare a taleinconveniente con il fattore «f». Questo fattore dicorrezione si presenta analogamente anche nelle bennote «formule Hottinger». Le stesse permettono dieseguire calcoli con 16...18 «ore di funzionamentocomplete» corrispondentemente ad un fattore di0,67...0,75.Nel presente caso il fattore poteva essere stabilito inmodo più sicuro, sulla base del calcolo del fabbisognoenergetico con utilizzazione effettiva secondo SIA380/1:

f = 172000 kW(40800 + 51600 + 60200 + 87750) kWh

f = 0,72

Il calcolo dei coefficienti di lavoro annuo pertemperature di uscita del condensatore costanti evariabili (comando dipendente dalle condizioniatmosferiche secondo la «curva termica» delle pompedi calore della figura 60) sono raccolte nella tabella 65.

Amplificazione elettrotermica AET

L'amplificazione elettrotermica viene definita comesegue (cfr. capitolo 1.2):

sostituzione di calore generato con fossili


Pote

nza

[k

W]

Carico di banda

Ore annue

Gran-dezza

CA1CA2

PC1 PC2 PC3

t [h] 12001400

1200 1400 2700

[kW] 12…420…12

43 43 22…43

Q [kW]integrata

324008400

51600 60200 87750

f [-] 0,72 0,72 0,72 0,72Q [kW]corretta

W [kWh]variabileW [kWh]costantePerdite dell'accumul. 5300 h . 0,115 kW = 610 kWh

3325 h . 0,6 kW = 1995 kW/h3325 h . 0,22 kW = 732 kW/h

(5300-3325) h . 0,06 kWh= 119 kWh

5300 h . 0,1 kW = 530 kWh(143000 – 610) kWh

41716 kWh = 3,41

(143000 – 610) kWh45436 kWh = 3,13

t = ore annue= fabbisogno di potenza calorica

Q = quantità di caloref = fattore di correzioneϑCON,U = temperatura di uscita del condensatoreηCA,a = grado di utilizzazione annuo della caldaiaε = coefficiente di rendimento della pompa di caloreW = quantità di energiaCLA = coefficiente di lavoro annuo dell'impianto delle

pompe di calore

Pompa dell'evaporat.Pompa del condens.Riscaldamento carter

Comando/Regolaz.

CLAvariabile

CLAcostante

32220nafta

42060 corrente(calcolato con ε = 3,4 = cost.)

32220nafta

10570corrente

11620corrente

16150corrente

29000 37000 43000 63000

ϑCON,U [°C]ηCA,a risp. ε

41…550,9

43…473,5

41…433,7

37,5…413,9

Q.

Q.

Figura 65: curva della frequenza cumulativa nonché dellepercentuali di fabbisogno energetico e delle caratteristicheche ne sono derivate. Il fattore di correzione «f» è legato agrandi incertezze (cfr. testo)

47

4. Caso pratico

AET =dispendio supplementare di energia elettrica

per questa sostituzione

Poiché la caldaia dell'impianto convenzionale necessitadi una quantità maggiore di energia elettrica che non lapiccola caldaia dell'impianto delle pompe di calore, ladifferenza di 911 kWh (cifre tratte dalla tabella 66)possono essere dedotte nel denominatore:

AETvariabile =(143000 – 610) kWh

= 3,49(41716 – 911) kWh

AETcostante =(143000 – 610) kWh

= 3,20(45436 – 911) kWh

4.7 Redditività

Un semplice calcolo «elementare» mostra che per unprezzo medio della corrente elettrica di 16 ct./kWh (60%di tariffa alta a 20 ct./kWh e 40% di tariffa bassa a 10ct./kWh) e per un prezzo della nafta di 3,5 ct./kWhsarebbe necessario un coefficiente di lavoro annuo diun ordine di grandezza di circa

CLA = 0,916

= 4,13,5

per poter fare concorrenza ad un impiantoconvenzionale. Inoltre l'intero impianto delle pompe dicalore non dovrebbe costare più di un impiantoconvenzionale!Un calcolo della redditività notevolmente più serio èindicato nella tabella 66. I fattori di annualità e quellidei valori medi necessari a questo proposito sonoraccolti nella tabella 67. Indicazioni esaurienti contabelle complete sono contenute nella seguentepubblicazione RAVEL:

Müller, André und Felix Walter: RAVEL zahlt sichaus. Praktischer LeitfadenWirtschaftlichkeitsberechnungen. Berna: Ufficiofederale dei problemi congiunturali, 1992 (da ordinarepresso: UCFSM, 3003 Berna, n. d'ord. 724.397.42.01 d)

Il calcolo della redditività secondo la tabella 66 parte dalpresupposto che il prezzo della nafta in futuro saràsoggetto ad un aumento maggiore di circa l'1%dell'aumento del prezzo della corrente elettrica (motivi:tasse maggiori sulle fonti di energia fossili, sulla basead es. delle emissioni di CO2). In questo modo risultaancora una differenza dei costi annui di 2'815.– franchi afavore dell'impianto convenzionale.A ciò si contrappone una sostituzione di 158'880 kWh –

Designazione

Costi d'investimento:– pompa di calore, accumulatore– impianto delle fonti di calore– caldaia, bruciatore– quadro elettrico ad armadio,

collegamento elettrico– comando, regolazione, pompe– impianto del camino– impianto dei serbatoi della nafta– onorari, ecc.

Costi annui del capitale:– interesse 7%– durata d'utilizzazione 15 anni– fattore di annualità 0,110Costi annui di cura e manuten-zione:– PC + caldaia 1'500 fr. – caldaia conv. 800 fr.– aumento dei prezzi 5%– durata d'utilizzazione 15 anni– fattore del valore

medio 1,421

Costi annui dell'energia:– prezzo dell'elettrici-

tà TA 20 ct./kWh– prezzo dell'elettricità

TB 10 ct./kWh – rapporto TA/TB 60%/40%– prezzo nafta 3,5 ct./kWh– aumento dei prezzi

- corrente elettrica 5%- nafta 6%

– durata d'utilizzazione 15 anni– fattori del valore medio

- corrente elettrica 1,421- nafta 1,529

– corr. elettrica PC TA 25030 kWh– corr. elettrica PC TB 16686 kWh– corr. el. caldaia TA 220 kWh– corr. el. caldaia TB 146 kWh– nafta 32220 kWh– corr. el. caldaia TA 766 kWh– corr. el. caldaia TB 511 kWh– nafta 191100kWh

16'00010'5007'5007'000

10'5007'000

12'00027'00097'500

10'725

2'132

7'1142'371

6321

1'72421873

10'227

24'150 21'335

1'137

9'680

11'0004'000

9'5009'000

30'00024'50088'000

PCvariabile

fr.

Conven-zionale

fr.

Costi annui

Tabella 66: calcolo della redditività

4. Caso pratico

48

corrispondenti a 13'350 kg di nafta – con la correnteelettrica. Secondo l'opera testé citata «RAVEL zahlt sichaus», ciò corrisponde al risparmio seguente di costi afavore dell'ambiente (1,322 è il fattore del valore medioper un interesse del 7% e per un aumento dei prezzidel 4%):13'350 kg . 0,09 fr./kg . 1,322 = 1'588.– fr.Più della metà della differenza dei costi di 2'815.– fr. vaquindi a favore dell'ambiente (questo calcolo nontiene conto dell'effetto serra, ma trascura, per questomotivo, i costi causati all'ambiente dall'elettricità).

4.8 Calcolo con il computerMediante il calcolo «manuale» si dispone da un canto diun «intuito» per le correlazioni. D'altro canto tale calcolonon solo è molto dispendioso sotto l'aspetto del temponecessario, ma si verificano continuamente inesattezze,a causa del modo di considerare le cose sotto un aspettopuramente statico. Anche un'ottimizzazione medianteun calcolo delle varianti è, nella maggioranza dei casi,troppo dispendiosa.È questo il motivo per cui RAVEL in collaborazione conl'Ufficio federale dell'energia ha creato un programmaper i computer che permette un calcolo notevolmentepiù rapido ed esatto del summenzionato «calcolomanuale»:

Programma di calcolo W-CALC per gli impianti diproduzione del calore consistente dei moduli WP-CALCper le pompe di calore e dei moduli WKK-CALC per gliimpianti di produzione combinata di forza e calore.Berna: Ufficio federale dell'energia ed Ufficio federaledei problemi congiunturali, 1993

Qui di seguito alcune caratteristiche del programma:– con i dati meteorologici DRY (sviluppati

specialmente per applicazioni nel campodell'energia) viene calcolato giorno per giorno, oraper ora, un anno tipico. In questo modo è possibilecalcolare in modo notevolmente più esatto lagestione di accumulatori, l'andamento delletemperature delle fonti di calore, il funzionamentodurante le vacanze, la ripartizione delle tariffe, ilcoefficiente di lavoro annuo, ecc.

– Tenendo conto del fabbisogno effettivo di energiaper il riscaldamento, con una rappresentazionegrafica delle curve caratteristiche dell'energia èpossibile riconoscere in modo notevolmentemigliore gli errori che vengono commessi piùspesso nel settore del dimensionamento.

– Il calcolo della redditività secondo le cifre PCC condurata individuale dell'utilizzazione dei singolielementi costruttivi è notevolmente più esatto.

Fattori di annualità

Fattori del valore medio per un tasso d'interesse del 7%

Tasso d'interesse

Aumento dei prezzi

10 anni

10 anni

15 anni

15 anni

20 anni

6%0,1360,1030,087

Durata d'utilizzazione

Durata d'utilizzazione

7%0,1420,1100,094

8%0,1490,1170,102

4%1,2221,3221,419

5%51,285

1,4211,588

6%1,3531,5291,713

7%1,4241,6471,88820 anni

Spiegazione:costi d'investimento x fattore di annualità = costi annui del capitalecosti di manutenz. x fattore del valore medio = costi medi annui dimanutenzionecosti dell'energia x fattore del valore medio = costi medi annuidell'energia

Tabella 67: fattori scelti per il calcolo della redditività

49

5. Procedura d'autorizzazione

5.1 Azienda elettrica

Per gli impianti delle pompe di calore sono utilizzatimotori asincroni di grandi dimensioni e ciò proprionel settore dell'erogazione della corrente elettricaper le economie domestiche. L'avviamento di talimotori può causare cadute di tensione inammissibilisulle reti debolmente dimensionate. Le pompe dicalore necessitano perciò di un'autorizzazione. Lecondizioni di allacciamento sono regolate da:

Raccomandazioni per l'allacciamento d'impian-ti di pompe di calore per il riscaldamento e per ilriscaldamento dell'acqua alla rete delle aziendeelettriche. Zurigo: Associazione svizzera deglielettrotecnici (ASE) 1983 (può essere ordinato presso:ASE, Bahnhofplatz 3, 8023 Zurigo, n. d'ordinazione2.29i)

In questo modo si mira ad un'uniformitàdell'apprezzamento e delle procedured'autorizzazione sul piano svizzero. Poiché ogniazienda elettrica è responsabile della propria retesono tuttavia possibili deroghe sul piano locale. E`perciò assolutamente raccomandabile prendereconoscenza tempestivamente delle norme diallacciamento valide per l'azienda elettricacompetente.

Domanda di allacciamento

I formulari per la domanda di allacciamentopossono essere richiesti all'azienda elettricacompetente. Oltre ai dati concernenti l'oggetto,quali l'ubicazione, il fabbisogno di potenzacalorifica, la fonte di calore, il tipo di funzionamento,il sistema di riscaldamento, ecc. devono soprattuttoessere forniti i dati elettrici, come alla tabella 68.Questi dati sono reperibili nei documenti diprogettazione del fornitore delle pompe di caloreoppure sulla targhetta normalizzata della PCA(figura 69) che deve essere apposta su ogni pompadi calore.Insieme con l'autorizzazione possono essere posteancora ulteriori condizioni tecniche: ad esempio puòessere richiesto un dispositivo di ritardodell'inserimento per evitare che dopoun'interruzione d'esercizio sulla rete tutte le pompedi calore si mettano in movimentocontemporaneamente.

Limitazione della corrente di avviamento

Con il dimensionamento oggi usuale delle retielettriche si può calcolare che oltre l'80% delle


PNT

IMAX

Potenza media assorbitaIndicazioni concernenti i dati normalizzati (ad es.A10/A35). Per la valutazione del carico mediosulla rete

Corrente d'esercizio massimaPer il dimensionamento dei conduttori della retee della loro protezioneCoseno phiPer la valutazione della corrente reattiva dellarete. La compensazione della corrente reattiva èdi regola necessaria nel caso in cui PNT > 10 kWCorrente di bloccoSi tratta della massima corrente che insorge almomento dell'avviamento. Per la valutazionedella reazione sulla rete in caso di avviamento

Corrente di avviamentoPer la valutazione della reazione sulla rete. Nelcaso di avviamento diretto corrisponde allacorrente di blocco LRA. Può essere ridotta ameno di 50% mediante un ausilio all'avviamento

Numero massimo di avviamenti all'oraPer la valutazione della frequenza con cui hannoluogo le reazioni sulla rete. Di regola vengonoconcessi 3 avviamenti all'ora

COS ϑ

LRA

Iavviam.

nMAX

Tabella 68: dati elettrici importanti per l'autorizzazione

Tipo

IMAX A LRA Apressione d'esercizio

Pompa/ventilat.1 2

Protez. A V/50 HzSbrinam

ento

[bar] kWAV

kWAV

kWAV

kWAV

Ausi-liario

N.:Anno:Mezzo refri-gerante [R] Riemp. kg

[kW] [kW] [kW]

P.C.A

Potenzialità calorifica [Q]Potenzialità refrigerante [Qo] Potenza assorbita [PNT]

Riscaldamento [H2O]Condensatore [R]Evaporatore [R]Fonte di calore [H2O]

Dati normalizzati

50 Hz

Figura 69: targhetta normalizzata PCA


50

pompe di calore con avviamento diretto sarannoautorizzate. Solo in relativamente pochi casi lacorrente massima di avviamento autorizzata saràminore del valore LRA (valore della corrente diblocco, tabella 68). Possono quindi essere applicatele seguenti limitazioni della corrente di avviamento:– semplice stadio di avviamento a resistenza (co-

stituisce la variante più frequente nei piccoli im-pianti)

– aumento graduale del voltaggio medianteparecchie resistenze

– motorino d'avviamento dolce ad albero pienomediante resistenze con comportamento atermistore.

Con l'adozione di queste misure è di regolapossibile una limitazione della corrente diavviamento al di sotto del 50% del valore LRA. Ilcollegamento stella-triangolo non è adatto per lepompe di calore. Poiché la massa del volume delcompressore è molto esigua, al momento dellacommutazione è praticamente efficace tutta lacorrente di avviamento. È importante la rimozionedel carico all'avviamento del compressore, ciò cheimpedisce l'avviamento ad alta pressione.

5.2 Fonte di calore

Praticamente tutte le fonti di calore – eccezion fattaper le acque di scarico private e l'aria esterna –necessitano di un'autorizzazione da parte delleautorità cantonali competenti. Queste valutazioni daparte del cantone si basano sulla Legge federalecontro l'inquinamento delle acque e la Leggefederale sulla pesca. Benché si sia tentato diraggiungere un'uniformità a livello svizzero, lepratiche concernenti le autorizzazioni dei cantoniancora oggi si discostano l'una dall'altra. Ondeevitare delusioni e lavoro inutile è quindiraccomandabile preoccuparsi delle autorizzazionigià durante la fase preliminare di progettazione. Nevale anche la pena, poiché spesso sono possibilifacilitazioni finanziarie.Per principio occorre tener conto di due aspetti:– prescrizioni concernenti l'economia delle acque– direttive della protezione delle acque.Esse sono rappresentate a mo' d'esempio per ilcanton Zurigo nella figura 71. Le norme negli altricantoni sono bensì simili, ma devono essere chiaritedi caso in caso. Ulteriori indicazioni concernenti lafonte di calore «acqua» sono contenute nel riquadro70.

Osservazioni concernenti la fonte di calore «acqua»

– Prevale sempre l'interesse pubblico (ad es.approvvigionamento di acqua potabile)

– L'acqua freatica vale come acqua pubblica– L'utilizzazione di acqua freatica e di acqua di

superficie è soggetta a concessione– Una concessione è soggetta ad una tassa ed è

limitata nel tempo– La concessione contiene se del caso anche

l'autorizzazione nel settore della pesca– Anche se non viene richiesta una concessione

devono essere rispettate tutte le altre eventualinorme giuridiche

51


Concessione sotto l'aspetto dell'economia delle acque

Concessione (obbligo pubblicoda 50 l/min)

Nessuna concessione Nessuna concessione Nessuna concessione

Concessione(obbligo pubblico da 800 kW)

Acque private:nessuna concessione

Nessuna concessione

Acqua di scarico non depurata:– nessuna autorizzazione per

privati– autorizzazione per

industria/artigianatoAcqua di scarico depurata:autorizzazione d'immissioneAutorizzazione

Autorizzazione

Autorizzazione (> 450 l di fluido termovettore)– divieto nella zona S

Nessuna autorizzazione

Autorizzazione nell'ambito della protezione delle acque

Pompe di calore acqua-acqua

Pompe di calore salamoia-acqua Pompa di calore aria-acqua

Figura 71: concessioni sotto l'aspetto dell'economia delle acque ed autorizzazione nell'ambito della protezione delle acquesulla base dell'esempio del canton Zurigo

Autorizzazione– divieto nella zona S– prassi d'autorizzazio-

ne restrittiva nella zona A


52

5.3 Prescrizioni ulteriori

Oltre a quelle citate finora devono essere rispettateancora numerose ulteriori prescrizioni e norme,come ad esempio l'Ordinanza control'inquinamento fonico (OIF), la norma SIA 181«Isolamento acustico degli edifici», le prescrizioniINSAI, le leggi edilizie, le prescrizioni della poliziadel fuoco, ecc. Dovrebbero inoltre essere rispettatinel modo più assoluto anche i dati forniti dalfabbricante. Qui di seguito saranno trattati solo ipunti più importanti.

Isolamento acustico

L'utilizzazione di una pompa di calore significa –come per qualsiasi altra utilizzazione di un impiantotecnico – che sono possibili trasmissioni del suonoindesiderate (figure 72 e 73):– molestia dovuta a vibrazioni meccaniche ed a

rumori aerei all'interno dell'edificio– molestia causata ai vicini con rumori aerei.

Aerazione dei locali

Nel caso delle piccole pompe di calore è di regolasufficiente un locale aerato in modo naturale eseparato dalla zona abitabile mediante una portaad isolamento acustico, ermeticamente chiusa. Nelcaso invece delle pompe di calore di maggioridimensioni devono se del caso essere adottateulteriori misure. La sezione dell'apertura necessariache sfocia all'aperto può essere calcolata secondo iprincìpi rappresentati nella figura 72.

Istallazione ed accessibilità

Il locale in cui viene istallata la pompa di caloredeve essere progettato come un «normale» locale diriscaldamento. Nel caso di una pompa di calorearia-acqua deve inoltre essere previsto uno scaricodei prodotti di condensazione. È possibile eseguirela manutenzione ed avere cura solo diun'istallazione facilmente accessibile. La pompa dicalore deve perciò essere accessibile da almenodue, ma meglio ancora da tre lati. Occorre rispettarei dati forniti dal fabbricante.

dB(A) Risana-mento

Nuovacostruz.

Digiorno 60 55

50 45A = 0,14 œGA = superficie [m2]G = riemp. mezzo

refrigerante [kg]

Sospensioni ammortizzanti

Dinotte

Figura 72: prescrizioni ulteriori che devono essererispettate

Figura 73: misure d'insonorizzazione nel localed'istallazione della pompa di calore

PC

ACC

➀ Involucro per insonorizzazione➁ Ammortizzatore➂ Raccordi flessibili➃ Sospensioni ammortizzanti➄ Passanti insonorizzati e contro le vibrazioni➅ Silenziatore prima dell'apertura di ventilazione

o nella stessa

Chrrr…

Di giorno ≤ 35 dB (A)Di notte ≤ 30 db (A)

53

6. Ottimizzazione dell'esercizio e controllo dei risultati


Figura 74: questo modello di pompa di calore (per loschema di principio cfr. figura 75) è utilizzato nei corsi diperfezionamento RAVEL. È così possibile dimostrare inmodo adeguato alla prassi il legame tra la pompa di caloreed il sistema globale. A sinistra il quadro elettrico adarmadio, al centro la pompa di calore ed a destral'accumulatore e l'«impianto di sfruttamento del calore»con lo scambiatore di calore a dischi

Contatore di elettricità

Ore di funzionamento

Impulso d'avviamento

Figura 75: schema di principio del modello di pompa di calore RAVEL. Sono messi in risalto i quattro strumenti di misuraassolutamente necessari per un'ottimizzazione dell'impianto ed un controllo dei risultati perfetti. I punti di misurazionetemporanei delle temperature importanti del sistema sono rappresentati con il simbolo di un manicotto ad immersione

Temp. esterna

Temp. di carica

PC

PC

PC

Contatore termico

Il motivo per cui un'ottimizzazione dell'esercizioed un controllo dei risultati sono necessari ed inquale modo può essere risolto il problema deglionorari ivi connesso è trattato in modoesauriente nel fascicolo 1, capitolo 6

6.1 Strumentazione

L'ottimizzazione dell'esercizio ed il controllo deirisultati iniziano già durante la fase di progettazionedell'impianto delle pompe di calore. Solo se già inquesta fase preliminare si è in chiaro sulle scadenze deilavori e sulla strumentazione necessaria si potràeseguire in modo perfetto l'ottimizzazionedell'esercizio ed il controllo dei risultati. Nei «Circuitistandardizzati» RAVEL sono definiti i punti dimisurazione necessari.

Fascicolo 5 «Circuiti standardizzati»

In una prima fase è allestita una lista dei punti dimisurazione e vengono segnati i singoli punti dimisurazione nello schema di principio dell'impianto diproduzione del calore. La figura 75 mostra qualeesempio lo schema di principio del modello di pompadi calore RAVEL (figura 74). Occorre tener conto deiseguenti gruppi di grandezze (misurabili):– energie pregiate addotte, quali la corrente elettrica,

il gas e la nafta– energie erogate (energie utili), quali il calore, il

freddo e la corrente elettrica– ore di funzionamento e frequenza di commutazione

di singoli componenti dell'impianto, quali

☞

☞


54

compressori, pompe, ventilatori e bruciatori (ev. aparecchi stadi)

– segnalazioni dei guasti, quali anomalie dell'altapressione, anomalie della bassa pressione, guastidel bruciatore

– temperatura esterna– temperature più importanti del sistema (di volta in

volta andata e ritorno, risp. entrata ed uscita), qualitemperature dell'evaporatore, del condensatore edell'accumulatore

– flussi volumetrici nei punti più importanti delsistema.

Le grandezze (misurabili) assolutamente necessarie eche servono al controllo delle caratteristiche e deiconsumi di energia, nonché al funzionamento correttodell'impianto devono essere equipaggiate diapparecchi di misurazione qualitativamente buoni,funzionanti in punti di misurazione fissi conindicazione del valore misurato per una futuraregistrazione manuale dei dati.I punti di misurazione temporanei che sonoutilizzati solo brevemente, ad esempio perl'equilibratura idraulica oppure quali grandezzeausiliarie nel caso di ottimizzazione dell'esercizio,possono essere anche solo preparati:– per la misurazione della portata montare adattatori

bloccabili oppure solo i trasduttori di misura,rispettivamente i tratti di misura senza le costoseunità di misurazione, di trasduzione e d'indicazione

– per la misurazione della temperatura prevederemanicotti ad immersione per i sensori ditemperatura dei cavi.

In vista di una futura registrazione automatica dei datioccorre tener conto delle indicazioni fornite nelriquadro 76.

Preparazione dei punti di misurazione per una registrazione automatica dei dati

Tutti i contatori di energia devono essere equipaggiatidi uscite ad impulso per la registrazione dei flussienergetici (esempio cfr. figura 80). Nel caso di contatoritermici, rispettivamente di contatori del freddodovrebbe inoltre essere prevista anche un'uscita per laportata. Un'esigenza estremamente importante nelcaso di tali uscite è costituita da una separazione adattanel punto di misurazione (sufficienti impulsi per unitàdi energia, risp. di volume). Ciò significa che nel caso diuna potenza massima, rispettivamente di una portatamassima dovrebbero essere raggiunte frequenzed'impulsi nella gamma da 0,1...1 Hz.Contatti senza potenziale accessori portati fuori dalquadro elettrico ad armadio mediante morsettisemplificano il rilevamento degli stati d'eserciziod'importanti contattori e relè di segnalazione.La temperatura esterna dovrebbe poter essererilevata con il minimo dispendio possibile. Nel modopiù semplice ciò può avvenire se essa è già presente,come segnale normalizzato (ad es. 0...10 V), suimorsetti del quadro elettrico ad armadio.In tutti i punti di misurazione della temperatura devonoessere incorporati manicotti ad immersione. Unalarghezza di 7 mm è praticamente adatta a tutti isensori della temperatura dei cavi. In ogniaccumulatore dovrebbero esistere almeno tre punti dimisurazione (in alto, al centro, in basso). Gliaccumulatori stratificati alti esigono spesso più di trepunti di misurazione. In parte possono essere utilizzatimanicotti ad immersione adeguati, utilizzabili ancheper due scopi: normalmente con un termometro adimmersione e, per una registrazione automatica dei

Riquadro 76

DataOra

Osserva-zioni

GuastiContatore di elettricità

Stato del contat. Stato del contat. Stato del contat. Stato del contat.Prelev. [kWh] Produz. [kWh] T. di funz. [h] N. di avv. [–]

Contatore termico Cont. delle ore di funz. Cont. d'impulsi di avv.Impianto di pompa di calore

Rilevare lo stato del contatore sempre lo stesso giorno ed alla stessa ora di ogni settima!

Tabella 77: verbale di misurazione concernente la registrazione manuale dei dati per il modello di pompa di calore RAVEL

55


6.2 Registrazione manuale dei dati e valutazione

L'utente deve essere in chiaro su di un fatto, ossiache è nel suo proprio interesse eseguire unaregistrazione manuale dei dati ed una valutazionecoscienziose. Dopo il collaudo occorre inoltreconsegnare all'utente verbali di misurazione giàpreparati (tabella 77) ed un «modo d'impiego» per laregistrazione manuale dei dati. Durantel'ottimizzazione dell'esercizio è necessaria unaregistrazione dei dati che deve aver luogosettimanalmente, possibilmente sempre allo stessoorario. Nel caso di fasi speciali d'esercizio e di caricoè perfino razionale – per breve tempo – unaregistrazione quotidiana dei dati. Solo in questomodo esiste una certa probabilità di potercontrollare il comportamento di regolazione oppuredi poter rilevare le anomalie (ad es. un inserimentoed un disinserimento troppo frequenti della pompadi calore).

La valutazione e l'interpretazione dei dati deveaver luogo continuamente a cura del progettista. Leconoscenze così acquisite gli permettono dieliminare i guasti e di garantire un esercizio perfettomediante correzioni mirate.

6.3 Registrazione automaticadei dati e valutazione

Per un'ottimizzazione mirata del sistema (gestionedell'accumulatore, carichi di punta, ecc.) negliimpianti di grandi dimensioni oppure più complessiè decisivo il rilevamento delle interrelazioni neltempo dei diversi componenti (riquadro 78). Solomediante una misurazione intensiva conregistrazione a brevi intervalli è possibile rilevarequeste correlazioni dinamiche e questi andamentidel funzionamento. Ciò esige l'impiego diapparecchi per la registrazione automatica dei dati.I sistemi di gestione degli edifici esistentipossono in certi casi essere utilizzati a tale fine se ciòè già stato previsto nel capitolato d'oneri almomento della progettazione del sistema digestione. Presupposto di ciò è tuttavia il fatto che idati desiderati vengano effettivamente rilevati e chepossano essere ulteriormente elaborati in unprogramma per il calcolo delle tabelle di un PC(formato ASCII).

Quando è sufficiente una registrazione manualee quando è necessaria invece una registrazioneautomatica complementare?

La registrazione manuale è di regola sufficiente pergli impianti delle pompe di calore standardizzati nellecase unifamiliari (monovalente e bivalente) e nelle caseplurifamiliari (monovalente, pochi gruppi, collegamentibrevi).Una registrazione automatica complementare è diregola razionale per gli impianti non standardizzati,specialmente per gli impianti bivalenti e multivalenticon parecchi gruppi e collegamenti lunghi. Unaregistrazione automatica è inoltre sempre utile quandoinsorgono difficoltà e non si riesce a scoprirne la causa.

Riquadro 78

Figura 80: contatore elettronico di elettricità con uscita adimpulsi (fonte: Rauscher & Stoecklin AG, 4450 Sissach)

Figura 79: registratore dei dati (datalogger) - (fonte: Fle-xum Messtechnik AG, 8636 Wald)


56

Utilizzabili in modo sicuro a questo scopo sono icosiddetti registratori dei dati che sonoequipaggiati di entrate per la misurazione di segnalianalogici (tensioni, temperature, ecc.) e di segnalidigitali (segnali di stato ed impulsi), nonché di unamemoria del programma e di una memoria dei datimisurati (figura 79). Occorre rispettare le indicazioniseguenti per quanto concerne il segnale misurato edi sensori:– i sensori con un segnale normalizzato in uscita

(0...1/10 V oppure 0/4...20 mA) sono normalmentecollegati direttamente al registratore dei dati. Ètuttavia necessario esercitare una certa prudenzaa causa dei diversi potenziali dei segnali damisurare. Spesso si può scegliere tra laregistrazione del valore istantaneo e quella delvalore medio; nel caso dei segnali qui presenti èassolutamente da preferire una registrazione deivalori medi.

– I sensori della temperatura a resistenza utilizzatipiù frequentemente nell'impiantistica (Pt 100, Pt1000, Ni 1000, termistori) necessitano di unalinearizzazione che spesso è già prevista nelregistratore dei dati (specialmente per Pt 100). Incerti misuratori dei dati possono essere definiteanche linearizzazioni proprie dei sensori. Nel casodi misurazioni della temperatura con sensori aresistenza occorre tener assolutamente contoanche della resistenza supplementare dei cavi diraccordo (ad es. compensazione mediante unacommutazione a quattro fili). A causa dell'elevatavariazione della resistenza per ogni grado devonoperciò essere anche preferiti i sensori chepresentano resistenze elevate (Pt 1000 oppure Ni1000). Anche le temperature devono, se possibile,essere registrate quali valori medi nell'ambitodell'intervallo di registrazione.

– I segnali d'impulso usuali nel caso di contatori diportata e contatori dell'energia possono essererilevati mediante entrate dei contatori previstedalla maggior parte dei registratori dei dati. Leentrate dei contatori sono pilotate da contatti direlè (senza potenziale) oppure con uscite atransistor (non sempre senza potenziale). Poichéle entrate dei contatori sommano gli impulsinell'ambito dell'intervallo di registrazione scelto,occorre fare in modo che non venga superata laportata numerica massima delle entrate.

– I segnali di stato (ad es. «pompa inserita» oppure«stadio 2 inserito») possono essere rilevati con lamaggior parte dei registratori dei dati. Per mezzodi contatti di relè portati fuori dal quadro elettricodi comando su morsetti oppure di uscite munitedi optoaccoppiatori questi segnali possonoessere rilevati senza problemi e, soprattutto, in

accumul.

accumul.

accumul. accumul.

accumul. accumul.

Tempo [h]

Tempo [h]

accumul. accumul.

accumul.

Tem

per

atu

ra [

°C]

Tem

per

atu

ra [

°C]

accumul.

ϑ1 = temperatura più in alto nell'accumulatoreϑ5 = temperatura più in basso nell'accumulatore

Figura 81: rappresentazione dei valori misurati in funzionedel tempo. È così possibile mostrare anche gli andamentidinamici che non sarebbero riconoscibili nel caso dellaregistrazione manuale. Sono qui rappresentate, qualeesempio, le temperature degli accumulatori del modello dipompa di calore RAVEL. Ogni volta il primo procedimentodi carica è avvenuto con il carico ed il secondo senzacarico. In alto: nel caso della carica stratificata latemperatura aumenta in modo relativamente rapidodall'alto verso il basso e da un sensore all'altro nonappena la stratificazione supera il sensore.In basso: nel caso della carica graduale l'accumulatoreviene caricato in circa quattro passaggi. È chiaramentericonoscibile soltanto il primo «grado», mentre in seguitole temperature aumentano in modo più o meno continuo,poiché la stratificazione è disturbata a causa della piccoladifferenza di temperatura di circa 5 K nel condensatore edella grande portata che ne deriva

57


modo non pericoloso.– Nel caso dei segnali di stato, molto più

interessanti dei valori istantanei sono i valoricronologici («ore di funzionamento») cheindicano la durata d'inserimento nell'ambito diun intervallo di registrazione. Questo tipo dientrata è tuttavia raro nei registratori dei dati.Queste misurazioni devono perciò spesso essereeseguite per mezzo di entrate di contatori (conl'ausilio d'impulsi temporizzatori fissi esterni).

Nel caso delle registrazioni automatiche dei dati perlo studio del comportamento dinamico di unimpianto si sono dimostrati favorevoli gli intervallidi registrazione di circa 10 minuti. Dopo che sullabase del rilevamento manuale dei dati è statostabilito che un impianto non presenta più grandidifetti, sono di regola sufficienti misurazioniintensive ad intervalli variabili da 1 a 2 mesi.Per la valutazione sono adatti programmi per ilcalcolo delle tabelle (Excel, SuperCalc, ecc.). Lefigure 81 e 83 mostrano alcuni esempi. Lo scambiodei dati tra il registratore dei dati ed il programmaper il calcolo delle tabelle ha luogo nel modo piùsemplice per mezzo di un file di dati in ASCII.Misurazioni intensive con o senza valutazione edinterpretazione dei dati sono offerte qualeprestazione di servizio da diverse ditte.

6.4 Controllo dei risultati

Il controllo dei risultati conclude ogni ottimizzazionedell'esercizio. Solo in tale modo è possibile eseguireun secondo collaudo perfetto (collaudo di garanzia).E` così possibile stabilire se vengono effettivamenteraggiunti valori di riferimento e valori limite dellecaratteristiche secondo il riquadro 82. Presupposto aquesto proposito è tuttavia il fatto che ilcommittente abbia richiesto una garanzia scritta perqueste caratteristiche.I consumi di energia misurati permettono inoltrel'allestimento di un bilancio energetico annuo el'esecuzione di un calcolo della redditività.

6.5 Controllo del funzionamento

Quando è stato eseguita l'ottimizzazionedell'esercizio e l'impianto è stato definitivamentecollaudato occorre fare in modo che anche inseguito sia garantito un funzionamento perfetto.Devono essere chiariti i seguenti problemi:– esiste una documentazione comprensibile anche Riquadro 82

Caratteristiche per il controllo dei risultati

Le caratteristiche delle pompe di calore ed i lorolimiti di bilancio sono definiti in modo esaurientealla figura 3. I valori di riferimento sonoraggruppati nella tabella 39

Il coefficiente di rendimento e o Coefficient ofperformance COP deve essere garantito dal fabbricante,rispettivamente dal fornitore della pompa di calore qualevalore di riferimento e valore limite (cfr. qui di seguito).Poiché questa caratteristica è definita quale valoreistantaneo ed è sempre dipendente da condizionimarginali (temperatura di entrata dell'evaporatore etemperatura di uscita del condensatore), una verificatecnica di misurazione esatta è possibile soltanto con unaregistrazione automatica dei dati (figura 83).Considerazioni plausibili sono tuttavia possibili anche conuna registrazione manuale.

La caratteristica più importante di un impianto di pompe dicalore è costituita dal coefficiente di lavoro annuo CLA.Esso deve in qualsiasi caso venir garantito per scritto comevalore di riferimento o valore limite (cfr. qui di seguito) dallaprogettista o dal progettista. Il controllo è possibile senzaalcun problema mediante una registrazione manuale deidati – anche da parte di un profano.

Per gli impianti bivalenti è inoltre razionale farsi rilasciareuna garanzia concernente il grado di utilizzazionedell'impianto di produzione del calore η IPCAL. Unaverifica è tuttavia possibile soltanto se viene misuratoanche il consumo di energia del produttore accessorio dicalore.

Quale altra caratteristica importante che qui non vienetrattata più in esteso, occorre ancora rammentare l'indicedell'energia E. Esso tiene conto anche di ulteriori aspettiedilizi e concernenti in modo specifico l'utilizzazione. Aseconda del tipo dell'edificio (costruzione nuova,risanamento) vengono forniti i valori di riferimento ed ivalori limite per il calore (riscaldamento ed acqua calda),nonché per il consumo generale di energia elettrica.Diverse leggi cantonali sull'energia prescrivono, quandosi tratta del fabbisogno di energia per il riscaldamento(prova della coibentazione termica secondo SIA 380/1),valori limite per la progettazione.

Per la costruzione di un impianto di pompe di caloredovrebbe essere garantito per scritto al committente ilcoefficiente di lavoro annuo quale valore di riferimentoe valore limite. Ad ambedue i valori deve quindi essereattribuita un'importanza giuridica diversa:– il mancato rispetto del valore di riferimento dà solo

indicazioni in merito alla qualità della progettazione enon ha conseguenze giuridiche sul piano della garanzia

– il mancato rispetto del valore limite ha invececonseguenze giuridiche sul piano della garanzia.

I contraenti sono liberi di stabilire fino a quale punto econ quali conseguenze giuridiche possano essere fissate lecaratteristiche rimanenti. Il committente dovrebbecomunque esigere una garanzia per quanto concerne ilconsumo dell'energia finale costituita dal «calore» ed ilprogettista dovrebbe – come «riassicurazione» – farsiconsegnare dal fabbricante delle pompe di calore unagaranzia concernente il rendimento oppure il COP.

☞


58

per il profano (schemi, descrizione delfunzionamento, tutte le posizioni di regolazione,istruzioni per l'esercizio, indirizzi e numeritelefonici importanti)?

– Quali dati concernenti l'esercizio e quali eventidevono essere riportati nel verbale dimisurazione dal responsabile (ad es. custode) edin quale momento?

– In quale modo l'esercente valuta i protocolli dimisurazione e quando deve assolutamentechiedere l'intervento di un esperto?

– Cosa bisogna fare nel caso di un guasto e chideve essere informato?

– Quali lavori di manutenzione devono essereeseguiti dall'esercente e quando (sostituzione delfiltro, ecc.)?

– Chi è responsabile del fatto che nel caso dicambiamenti e di ampliamenti ladocumentazione concernente l'impianto vengaaggiornata?

Per i disturbi del funzionamento che si manifestano,nella maggior parte dei casi si tratta dideterioramenti che si sono prodotti dopo una lungadurata di funzionamento. Mediante un controlloregolare possono di conseguenza essereampiamente evitati i deterioramenti totali dellepompe di calore. Nella tabella 84 sono indicate lecause più frequenti dei guasti degli impianti dellepompe di calore. Con conoscenze di base minime edavendo a disposizione i documenti concernenti ilfunzionamento, le anomalie possono esserericonosciute tempestivamente dall'istallatoreoppure dall'esercente dell'impianto.Nel caso di pompe di calore di grandi dimensioni e«costruite su misura» che non sono state prodotte inserie possono manifestarsi inoltre anomalie dovutealla costruzione. Occorre qui fare attenzionesoprattutto alle vibrazioni che dopo qualche tempopossono causare rotture dei tubi. Anche questoproblema può essere risolto senza difficoltàmediante una manutenzione preventiva.Spesso i potenziometri del valore nominale troppo«grossolani» provocano stati d'esercizio non bendefiniti e guasti e ciò a causa di una regolazioneimprecisa. Già al momento della scelta degliapparecchi si dovrebbe quindi dedicareun'attenzione del tutto particolare alla facilità dimanovra.

Co

effi

cien

te d

i ren

dim

ento

[-]

Condensatore DISINS [°C]

Figura 83: rappresentazione di un valore misurato in funzionedi altri valori misurati. Qui, quale esempio, il coefficiente direndimento in funzione della temperatura di entratadell'evaporatore con la temperatura di uscita delcondensatore quale ulteriore parametro. Il fabbricante avevadato per Ar3/A45 un coefficiente di rendimento di 3,17: ilcoefficiente di rendimento misurato era tuttavia solo 2,77!

Riconoscibili tempestivamente (dall'istallatoreo dal gestore)?

Guasti e loro cause

Anomalia della bassa pressione– mancanza di mezzo refrigerante– potenza troppo esigua delle fonti

di calore– mancanza di termovettore (miscela

di acqua e glicole) dal lato della fontedi calore

– sbrinamento difettoso– preparazione difettosa dell'acquaAnomalia dell'alta pressione– sporcizia nel condensatore– preparazione difettosa dell'acqua– sbrinamento difettoso– mancanza d'acqua nel sistema di

riscaldamentoSovraccarico del compressore– mancanza di erogazione della

corrente elettrica– raccordi elettrici scadenti– difetto nel circuito del mezzo

refrigeranteVentilatore– raccordi elettrici scadenti– sbrinamento difettoso

Pompe– raccordi elettrici scadenti– bloccate meccanicamente

SìSì

In parte

NoNo

NoNoNoSì

No

NoNo

NoNo

NoSì

Tabella 84: compendio dei guasti più frequenti negliimpianti PC

Entrata dell'evaporatore [°C]

59

Denominazioni e simboli

Amplificazione elettronica AETCapacità dell'accumulatore [kWh] QACC

Coefficiente di lavoro annuo [–] CLACoefficiente di rendimento della pompa di calore [–] eCoefficiente kv [m3/h] kv

Consumo di combustibile dell'impianto della caldaia [kWh] WICA

Consumo di energia comando/regolazione [kWh] WCR

Consumo di energia del compressore [kWh] WPC

Consumo di energia del riscaldamento carter [kWh] WC

Consumo di energia dell'impianto di sbrinamento [kWh] WS

Consumo di energia della pompa del condensatore [kWh] WP,CON

Consumo di energia della pompa dell'evaporatore [kWh] WP,EV

Consumo supplementare di energia dell'impianto della caldaia [kWh] WICA,EA

Contenuto dell'accumulatore [m3] VACC

Corrente d'esercizio, massima [A] IMAX

Corrente di avviamento [A] IAVV

Corrente di blocco [A] LRACoseno phi [–] cos ϕDifferenza di pressione [kPa] ∆pDifferenza di temperatura [K] ∆ϑDifferenza di temperatura A-R nel punto di dimensionamento [K] ∆ϑdimens.

Differenza di temperatura A-R nel punto di bivalenza [K] ∆ϑbivalenza

Differenza di temperatura nel condensatore [K] ∆ϑCON

Energia, in gen. [J,MJ,Ws,kWh] WFattore di correzione, in gen. [–] fFlusso di massa [kg/h] mFlusso volumetrico [m3/h] VFrequenza di commutazione, massima [1/h] nMAX

Grado di utilizzazione annuale della caldaia [–] ηCA,a

Grado di utilizzazione, rendimento [–] ηGuadagno elettrotermico [–] GETIndice dell'energia [MJ/m2] EPercent. potenza caduta pressione condensatore [kW] PCON

Percent. potenza caduta pressione evaporatore [kW] PEV

Perdite di calore impianto di accumulazione [kWh] QIACC

Portata condensatore [m3/h] VCON

Portata, flusso di massa [kg/h] mPortata, flusso volumetrico [m3/h] VPotenza assorbita comando/regolazione [kW] PCR

Potenza assorbita compressore [kW] PPC

Potenza assorbita impianto di sbrinamento, media [kW] PIS

Potenza assorbita nel caso di dati normalizzati [kW] PNT

Potenza assorbita pompa [kW] Ppompa

Potenza calore, in gen. [W, kW] QPotenza calorifica, flusso termico, in gen. [W,kW] QPotenza idraulica [kW] Pidraul.

Potenza, in gen. [W, kW] PPotenzialità calorifica del condensatore [kW] QPC,QPCON

Pressione [kPa] pQuantità di calore impianto produzione calore [kWh] QIPCAL

Quantità di calore pompa di calore [kWh] QPC

Quantità di calore, in gen. [J,MJ,Ws,kWh] QRendimento delle pompe [–] h pompa

Rendimento, grado di utilizzazione [–] hTemperatura [°C] qTemperatura d'inserimento [°C] qINS

Temperatura d'uscita condensatore [°C] qUCON

Temperatura d'uscita condensatore, massima [°C] qCON,MAX

Temperatura d'uscita evaporatore, minima [°C] qEV,MIN

Temperatura di andata [°C] qA

Temperatura di carica [°C] qcarica

Temperatura di condensazione [°C] qcondensazione

Temperatura di condensazione, massima [°C] qcondensazione,MAX

Temperatura di disinserimento [°C] qDISINS

Temperatura di evaporazione [°C] qevaporaz.

Temperatura di evaporazione, minima [°C] qevaporaz.,MIN

Temperatura di ritorno [°C] qR

Tempo [s,h] t

Abbreviature

Accumulatore ACCAndata ACaldaia CAComando/regolazione CRCondensatore CONDistribuzione del calore DCEntrata ENErogazione del calore ECEvaporatore EVFonte di calore FCImpianto degli accumulatori IACC Impianto delle caldaie ICAImpianto di fonti di calore IFCImpianto di pompe di calore IPCImpianto di produzione del calore IPCAL Impianto di riscaldamento IRImpianto di riscaldamento con pompe di calore IRPCImpianto di sfruttamento del calore ISCPompa di calore PCProduzione combinata di forza e calore PCFC Ricupero del calore RDCRitorno RUscita UUtilizzazione del calore residuo UCRValore massimo MAXValore minimo MIN

Elenco completo nel fascicolo 1!

Denominazioni, simboli, abbreviature

η

☞

..

..

.

.

.

. .

60

Abbreviature, 59Accessibilità, 52Accumulatore termico, 35; 36Accumulatori, 35; 44Accumulatori tecnici, 35; 36Acqua di scarico, 24Acqua freatica, 20; 31Acque di superficie, 21; 32Aerazione dei locali, 52 Amplificazione elettrotermica, 5; 7; 46 Analisi dell'acqua, 21Aria esterna, 23; 34; 44Aria viziata, 24Autorizzazione nell'ambito della protezione delle acque, 51 Avviamento diretto, 49Azienda elettrica, 49Calcolo con il computer, 48Caldaia, 44Calore geotermico, 23Calore residuo, 24Caratteristiche, 6; 7; 27; 45; 57 Carica graduale, 18; 35Carica graduale, bivalente-alternativa, 40 Carica graduale, bivalente-parallela, 39 Carica graduale, monovalente, 38Carica stratificata, 18; 35Carica stratificata, bivalente-alternativa, 40 Carica stratificata, bivalente-parallela, 39 Carica stratificata, monovalente, 38Caso pratico, 41Circolazione difettosa, 44 Circuiti standardizzati, 29 Coefficient of Performance, 45; 57 Coefficiente di lavoro annuo, 27; 46; 57 Coefficiente di rendimento, 27; 45; 57 Coefficiente PNT, 49Collettore tubolare sotterraneo, 22 Comando dipendente dalle condizioni atmosferiche, 19 Comportamento d'esercizio, 15Compressore, 8Compressore a rotazione, 9; 14Compressore a spirale, 9; 14 Compressore a stantuffo ermetico, 8 Compressore a stantuffo semi-ermetico, 8 Compressore a viti, 9Concessioni sotto l'aspetto dell'economia delle acque, 51 Condensatore, 10; 25Condizioni d'impiego, 18Contatore termico, 56Contatori dell'energia, 56Contatti senza potenziale, 54Controllo dei risultati, 53; 57

Controllo del funzionamento, 57 COP, 45; 57Corrente di avviamento, 49 Corrente di blocco, 49 Corrente di esercizio, massima, 49 Corrente reattiva, 49Coseno phi, 49Costi, 28Costi d'investimento, 28Curva caratteristica dell'energia, 42 Curva termica, 42Definizione abbreviata, 7Definizioni, 6; 7Denominazioni, 59Deumidificatore delle pompe di calore, 13Diagramma della potenza a dipendenza dalla temperatura, 15; 42Differenza di pressione, 29Differenza di temperatura nel condensatore, 36 Dimensionamento, 29Disaccoppiamento idraulico, 35Dispositivi di sicurezza, 10 Dispositivo di sbrinamento, 11 Distribuzione del calore, 6 Domanda di allacciamento, 49 Elementi costruttivi, 8 Equilibratura idraulica, 44 Erogazione del calore, 6 Essiccazione della biancheria, 13; 14 Evaporatore, 9; 25Evitare gli errori, 30Fonte di calore, 20; 50Formule, 29Frequenza di commutazione, 49 Funzionamento bivalente-alternativo, 17 Funzionamento bivalente-parallelo, 16 Funzionamento monoenergetico, 17 Funzionamento monovalente, 16 Glicole, 19Grado di utilizzazione annuo, 27 Grado di utilizzazione dell'impianto per la produzione di calore, 57Guasti, 58Impianto a pozzo filtrante, 21Impianto delle caldaie, 6 Impianto di accumulatori, 6 Impianto di fonti di calore, 6 Impianto di pompe di calore, 6 Impianto di produzione del calore, 6 Impianto di riscaldamento delle pompe di calore, 6Impianto di riscaldamento, 6Impianto di sfruttamento del calore, 6 Indicazioni concernenti la progettazione, 15 Indice dell'energia, 57Isolamento acustico, 52Istallazione, 52

Indice analitico

Indice analitico

61

Limitazione della corrente di avviamento, 49 Limite del riscaldamento, 16Limiti, 5Limiti del bilancio, 6; 7Manicotti ad immersione, 54Mezzo refrigerante, 12; 19Misuratore di portata, 56Misurazione intensiva, 55Modello di una pompa di calore, 53 Norma europea NE 255, 7Ordinanza sulle sostanze nocive, 12Ore di funzionamento, 57 Ottimizzazione dell'esercizio, 53 Perdita di pressione, 25Piccola pompa di calore, 13Pompa del condensatore, 43Pompa dell'evaporatore, 43Pompa della caldaia, 45Pompa di calore acqua-acqua, 7 Pompa di calore aria-acqua, 7; 44Pompa di calore aria-aria, 7 Pompa di calore salamoia-acqua, 7 Pompa di calore, limiti del bilancio, 6 Pompe di calore compatte, 7Pompe di calore per splitting, 8Portata, 29Portata del condensatore, 37Potenza assorbita con dati normalizzati, 49 Potenzialità calorifica, 15; 16 Pressostato a bassa pressione, 30 Pressostato ad alta pressione, 30 Procedura d'autorizzazione, 49Prodotto antigelo, 19Produzione combinata di forza e calore, 5 Programmi per il calcolo delle tabelle, 57 Punti di misurazione continua, 54Punti di misurazione temporanei, 54 Punti di misurazione, 53Punto di bivalenza, 16Punto di dimensionamento, 15RAVEL e la tecnica delle pompe di calore, 5 Redditività, 47Registratori dei dati, 56Registrazione automatica dei dati, 55 Registrazione manuale dei dati, 55 Rendimento delle pompe, 29Ricupero del calore, 13Riscaldamento dell'acqua, 13 Riscaldamento elettrico a resistenza, 5 Scaldacqua delle pompe di calore, 13 Scambiatore di calore, 14Segnali di stato, 56Sensore della temperatura a resistenza, 56 Sfruttamento diretto, 18Sfruttamento indiretto, 18

Indice analitico

Simboli, 59Sistema di funzionamento della pompa di calore, 5Sistema di gestione degli edifici, 55Sistemi di costruzione, 7Sonde geotermiche, 22; 26 Strategia ambientale, 5 Strumentazione, 53Targhetta normalizzata PCA, 49 Tariffe dell'elettricità, 28 Tecnica dei microprocessori, 14 Tecnica delle pompe di calore, 5 Temperatura d'inserimento, 36; 37 Temperatura d'uscita costante del condensatore, 18Temperatura d'uscita variabile del condensatore, 18Temperatura di condensazione, 15; 30Temperatura di disinserimento, 36; 37 Temperatura di evaporazione, 15; 30Temperatura di uscita del condensatore, 18Temperatura esterna, 54Tendenze evolutive, 14Terreno, 22; 33Tipi di funzionamento, 16; 26Tolleranza dei prodotti, 25Unità, 59Uscita di un segnale normalizzato, 56 Uscite degli impulsi, 54Utilizzazione del calore residuo, 13 Valore di riferimento, 25; 27; 57 Valore limite, 57Valore LRA, 49Valori di riferimento concernenti la progettazione, 25 Valutazione, 57Valvola d'espansione, 10Valvola d'espansione elettronica, 14Verbale di misurazione, 54; 55

Date post:	08-Apr-2022
Category:	Documents
Upload:	others
View:	13 times
Download:	0 times

Pompe di calore - Federal Council

Documents