La potenza elettrica assorbita da una pompa di calore è un parametro fondamentale per il dimensionamento dell'impianto elettrico e per la verifica dell'adeguatezza della fornitura di energia. In questo articolo, esploreremo come stimare l'assorbimento di una pompa di calore e come calcolare la potenza del contatore necessaria.
Cos'è la Potenza Elettrica Assorbita?
La potenza elettrica assorbita si riferisce alla quantità di energia che un dispositivo, in questo caso una pompa di calore, preleva dalla rete elettrica per il suo funzionamento. Questa potenza è misurata in kilowatt (kW) e rappresenta la velocità con cui l'energia viene consumata.
Con kW, infatti, si intende la potenza elettrica, che è la quantità di energia assorbita nell'unità di tempo. 1 kW corrisponde a 1000 W e, quindi, significa che se un motore elettrico ha una potenza di 1kW, questo assorbe 1kW nell’unità di tempo. Invece, il kWh indica la quantità di energia assorbita durante il funzionamento per un tempo t.
Come Stimare l'Assorbimento di una Pompa di Calore
Vediamo una maniera semplificata per avere una formula di calcolo anziché dover ricorrere alla ricerca della scheda tecnica perduta. Per farlo scegliamo le condizioni di funzionamento più gravose in termini di assorbimento della pompa di calore, sia che lavori con pavimento radiante o termosifoni:
- produzione acqua calda sanitaria con una temperatura di mandata intorno ai 55 °C
- temperatura esterna pari a quella di progetto dipende dalla propria località
In queste condizioni di lavoro, corrispondenti all’intorno tra A-7W55 e A2W55 possiamo molto più che ragionevolmente assumere che il COP sia tra 2,1 e 2,5. Quindi come regola di massima per il calcolo della potenza elettrica assorbita da una pompa di calore possiamo considerare di prenderne la potenza termica utile e dividere per 2,3.
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Otterremo una stima lievemente in eccesso per due ragioni:
- i cicli di reintegro dell’acqua calda sanitaria sono piuttosto brevi anche in pieno inverno
- un impianto di riscaldamento a regime, abitazione calda, necessita solamente del calore pari al suo fabbisogno termico e non della potenza massima della pompa di calore
Questa stima dell’assorbimento della pompa di calore è quindi assolutamente adatta a verificare la taglia del nostro contatore.
Esempio Pratico
Ad esempio, considerando una pompa di calore Daikin HPSU Compact da 6 kW, i dati reali di assorbimento ad inizio stagione di riscaldamento, con temperatura di mandata a 27 °C e temperatura esterna media di 9 °C, mostrano un picco di potenza elettrica assorbita intorno ai 2,6 kW, mentre con il riscaldamento a regime si viaggia intorno ai 370 Watt elettrici. In pieno inverno, con temperatura di mandata a 33 °C e temperatura esterna media di 1,5 °C, il picco sale a circa 2,7 kW, mentre a regime si consumano circa 1.500 Watt elettrici.
Direi che dividere la potenza termica utile per un COP pari a 2,3 sia un’ottima formula per il calcolo della potenza elettrica assorbita da una pompa di calore.
Per una stima dei consumi effettivi della pompa di calore dovete invece ragionare su fabbisogno termico, temperatura esterna e temperatura di mandata del vostro impianto di riscaldamento.
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Potenza Contatore per Pompa di Calore
Per costruire una semplice tabella di riferimento con la potenza del contatore per pompa di calore, in funzione della sua taglia termica, ho stimato la minima potenza del contatore per poter supportare la pompa di calore, aggiungendo di fatto una “riserva” di 1,5 kW per coprire tutti gli altri elettrodomestici.
Per quanto molto dipenda dalle vostre abitudini, questo calcolo della potenza contatore per pompa di calore non è troppo azzardata anche nel caso abbiate una casa elettrica senza gas come la mia.
Qualche ragionamento a supporto del dimensionamento della potenza contatore per pompa di calore:
- un ciclo di produzione acqua calda sanitaria, col massimo assorbimento dalla pompa di calore, dura al massimo qualche decina di minuti anche in pieno inverno
- lo spunto alla riaccensione del riscaldamento, con maggior potenza elettrica assorbita dalla pompa di calore, dura qualche decina di minuti
- una zona di cottura di una piano cottura ad induzione al massimo assorbe circa 2,5 kW per il tempo necessario a cucinare
- potete assorbire dal contatore il 10% oltre la potenza nominale per un massimo di 3 ore
- il contatore salta entro tre minuti solo quando eccedete la potenza contrattuale oltre il 30%
La tabellina riepilogativa con la potenza contatore per pompa di calore in funzione della potenza termica utile è la seguente:
| Potenza termica utile (kW) | Potenza elettrica pompa di calore (kW) | Potenza Contatore (kW) |
|---|---|---|
| 4 | 1,7 | 3,0 |
| 6 | 2,6 | 4,5 |
| 8 | 3,5 | 4,5 |
| 10 | 4,3 | 6,0 |
| 14 | 6,1 | 10,0 (trifase) |
Ricordate che questo calcolo della potenza contatore per pompa di calore è un’indicazione di massima e non oro colato: molto dipende dalle vostre abitudini di consumo complessive.
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Fattori che Influenzano la Potenza Assorbita
Diversi fattori possono influenzare la potenza assorbita da una pompa di calore:
- Temperatura Esterna: Più bassa è la temperatura esterna, maggiore sarà lo sforzo richiesto alla pompa di calore per estrarre calore e, di conseguenza, maggiore sarà la potenza assorbita.
- Temperatura di Mandata: La temperatura a cui l'acqua deve essere riscaldata influisce direttamente sull'assorbimento. Temperature più alte richiedono più energia.
- COP (Coefficient of Performance): Un COP più alto indica una maggiore efficienza della pompa di calore, il che si traduce in un minore assorbimento di potenza per la stessa quantità di calore fornita.
- Condizioni di Funzionamento: L'avviamento, i cicli di sbrinamento e la produzione di acqua calda sanitaria possono comportare picchi di assorbimento.
Il COP (Coefficiente di Prestazione)
Il COP (coefficiente di prestazione) è un valore che permette di misurare l’efficienza di una pompa di calore. Scopri perché è importante conoscerlo La pompa di calore è una macchina che, servendosi di diverse forme di energia, è in grado di estrarre e trasferire energia termica.
Uno di questi è il COP (coefficiente di prestazione) che permette di misurare l’efficienza di una pompa di calore ed è presente all’interno della cosiddetta scheda tecnica. Si tratta di un parametro fondamentale per capire se la pompa di calore scelta consumerà di più o meno rispetto ad un’altra.
L’acronimo COP sta per coefficient of performance (coefficiente di prestazione) e rappresenta l’efficacia di una pompa di calore, ossia il rapporto tra l’energia termica generata (calore ceduto al mezzo da riscaldare) e l’energia elettrica assorbita. Indica la quantità di energia impiegata dalla macchina per ottenere una certa quantità di calore.
Il COP è variabile a seconda del tipo di pompa di calore e delle condizioni di funzionamento ed ha, in genere, valori prossimi a 3. Questo vuol dire che per 1 kWh di energia elettrica consumato, fornirà 3 kWh (2580 kcal) di calore al mezzo da riscaldare.
Il COP di una pompa di calore può essere calcolato mediante la seguente formula:
COP = energia termica ceduta (kWh)/energia elettrica per produrla (kWh)
Più il COP è alto, quindi, più energia termica viene erogata, maggiore sarà l’efficienza della pompa di calore e minore il dispendio di energia per riscaldare l’ambiente.
Valutazione della Fornitura di Energia
La valutazione della fornitura si fa sulla potenza nominale, come è stato già detto. Se poi la PdC non è l'unico carico si dovrà tener conto del fattore di contemporaneità.
Per quanto riguarda poi il contatore, per potenza disponibile superiore a 30 kW, questo è generalmente del tipo senza limitatore. Per cui eventuali, ragionevoli, superi di potenza non determinino alcun intervento di limitazione.