In questo articolo esploreremo il concetto di COP (Coefficient of Performance), il fenomeno del pendolamento e le strategie pratiche per migliorare il rendimento complessivo del sistema. Scopriremo come gestire al meglio l’energia elettrica convertita in energia termica, l’importanza di una corretta regolazione termica e altro ancora. Continua a leggere per approfondire questo tema e trovare soluzioni pratiche per massimizzare l’efficienza delle tue pompe di calore.
Cosa sono il COP e lo SCOP della pompa di calore?
Cos’è il COP della pompa di calore?
Il COP è il rapporto di resa della pompa di calore, cioè quanta energia elettrica consuma e trasferisce in energia termica. Ipotesi banale: se hai un COP di 4, tu hai prelevato 1 kW di energia elettrica per darne quattro di energia termica. Quello è il COP.
In realtà, il COP è momentaneo, cioè del singolo istante di lavoro della pompa di calore. Il dato più interessante, su cui bisogna fare tutti i riferimenti, è lo SCOP (Seasonal Coefficent Of Performance), cioè il coefficiente di prestazione stagionale.
Cos’è e come limitare il pendolamento della pompa di calore?
Il pendolamento della pompa di calore è quando la macchina fa ripetutamente on-off: si accende, fa una determinata quantità di lavoro in un determinato tempo e si spegne, oppure quando accelera per far andare il compressore ad alti giri, poi abbassa, accelera e abbassa. Questo si chiama pendolamento.
Giusto per capirci, COP e pendolamento sono due fenomeni molto uniti tra di loro, sono degli indicatori che possono dirti come ottimizzare il rendimento intero del sistema per trarne un profitto, che si traduce letteralmente in risparmio economico.
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Ma ti dico subito una cosa: limitare? Sì. Ridurre? Sì. Eliminare? Impossibile.
Perché ovviamente la stagione invernale nella sua durata ha un picco quando c’è tanto freddo, tipicamente nei due mesi centrali di dicembre e gennaio, ma poi ha un inizio e una fine con temperature davvero variabili, soprattutto in questi ultimi anni, dove il cambiamento climatico si fa sentire in modo importante.
Quindi dobbiamo concentrarci sull’ottimizzarlo. Ma non è possibile annullarlo, non è possibile vedere una linea retta, bisogna addolcirla il più possibile, sempre senza farne una malattia.
Come aumentare il COP della pompa di calore
Quindi, nella pratica, come miglioriamo il COP e, di riflesso, come cerchiamo di limitare il più possibile l’effetto del pendolamento?
Aumentare il COP è abbastanza facile, limitare il pendolamento un po’ meno. Per aumentare il COP bisogna trovare la temperatura di mandata dell’acqua calda in uscita della pompa di calore più bassa, quella che soddisfa i requisiti della nostra casa nel periodo della stagione invernale, e farlo magari nelle ore ottimali.
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È sempre possibile? No, va accesa/spenta? No, perché il massimo del lavoro di una pompa di calore si ottiene con un lavoro costante.
Va semplicemente ragionato, cioè bisogna cercare di accumulare qualche grado in più di temperatura di giorno e chiedere poco lavoro, o non chiederlo, quando l’involucro te lo permette, la notte.
Anche qui è sempre possibile? No. È sempre la strategia migliore? No, va contestualizzata alla tipologia di involucro, alla tipologia di impianto e a quanto tu lo puoi realmente controllare, volendo metterci la mano, la testa e giocare chiari con i numeri.
Attenzione, ripeto, mai farne una malattia, mai diventare matti, basta metterci un po’ di testa e applicare la legge di Pareto: l’80% del risultato con il 20% dello sforzo, temperatura più bassa, ore di funzionamento.
Cerchiamo magari di concentrarle il più possibile quando possibile nelle ore diurne, nelle ore di giorno, perché di giorno, comunque, è sempre meglio rispetto che la notte. Di riflesso, questo dovrebbe aiutare anche il pendolamento.
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Infatti, più la macchina lavora in condizioni ottimali, più l’effetto pendolamento tende a svanire. Tuttavia, per farlo svanire non si lavora solo sulla pompa di calore. Bisogna lavorare anche lato termostati, lato utenza, lato casa. Come? Semplicemente magari chiedendo di giorno un grado in più e di notte un grado in meno. Le due azioni combinate, ragionate e contestualizzate ognuno sulla propria casa, sulla propria pompa di calore e sul proprio involucro, ti aiutano a limitare questi effetti.
Pendolamento e produzione di acqua calda sanitaria
Ma attenzione perché per fare tutti questi giochini devi avere una centrale termica e una termoregolazione che te lo permetta.
In centrale termica gli accumuli aiutano, senza esagerare o senza ridurre a zero, a limitare il più possibile l’effetto pendolamento e anche l’effetto resa.
Un grosso aiuto arriva anche dalla termoregolazione domestica, perché come dico sempre: la termopompa converte l’energia elettrica in energia termica, la centrale termica riceve il calore, il lavoro generato dalla pompa di calore, ed è pronta a distribuirlo all’interno della casa tramite i terminali dell’impianto che hai scelto, la termoregolazione gestisce quella distribuzione in maniera ottimale.
Quindi, la macchina deve lavorare alla temperatura più bassa possibile nelle ore di giorno, e stessa cosa la termoregolazione, così da accumulare quel grado in più che permetterà alla macchina, se possibile, di lavorare un po’ meno la notte.
Questo è l’equilibrio da trovare, stessa cosa che aiuta il pendolamento è la produzione di acqua calda sanitaria. Qui gli accumuli importanti vincono: quando puoi accumulare in un unico serbatoio l’acqua calda che ti serve in un giorno, hai già fatto un grosso passo avanti.
Ovviamente, ti conviene produrla e accumularla nelle ore del giorno. E anche qui, non è difficile intuire che magari ti conviene produrla verso sera, con un po’ di logica e intelligenza, e cercare di renderla il più piatta possibile nelle giornate fredde.
Cosa succede se la pompa di calore pendola troppo?
Se la vedi pendolare tanto, vuol dire che c’è qualche problema di dimensionamento alla base; lì tu puoi fare poco a parte evitarlo.
Certo, se l’impianto ce l’hai già, mi spiace, non so come aiutarti. Se non ce l’hai, sappi che i miei tre consigli più preziosi arrivano adesso.
COP e pompa di calore: 3 consigli
La marca non è quella che ti risolve il problema. Sicuramente, un’ottima pompa di calore farà un lavoro migliore, ma la pompa di calore è solo uno dei componenti.
Per estrarla, servono numeri reali, serve un calcolo del fabbisogno termico dell’abitazione, e non la fa un architetto o un geometra, la fa un progettista termo tecnico.
Serve una visione di insieme, sempre entro uno schema più complesso. La pompa di calore alimenta la centrale termica, che alimenta gli impianti, che vengono gestiti dalla termoregolazione, all’interno di un involucro. Quindi, quando si ha visione di insieme, si riesce a fare un progetto efficace.
COP Pompa di Calore: Analisi Dettagliata
Cos’è il COP di una pompa di calore?
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.
In generale, per definire il coefficiente di prestazione i produttori adottano un codice che specifica le condizioni operative a cui si riferisce l’efficienza dell’apparecchio, così composto:
- sigla della fonte termica;
- temperatura in °C;
- sigla del fluido termovettore;
- temperatura di mandata.
Le lettere impiegate per identificare la fonte termica sono:
- A per air (aria);
- B per brine (acqua glicolata/terreno);
- W per water (acqua di falda).
Ad esempio, il codice A2W35 indica una pompa di calore aria/acqua con una fonte termica (aria) a 2 °C e un fluido termovettore (acqua) a una temperatura di mandata di 35 °C.
COP pompa di calore: formula
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.
Dunque, il coefficiente sarà tanto maggiore quanto più bassa è la temperatura a cui il calore viene ceduto (nel condensatore) e quanto più alta quella della sorgente da cui viene assorbito (nell’evaporatore).
COP pompa di calore: valori di riferimento
Il valore ottimale del coefficiente di prestazione per le pompe di calore di solito parte da 2. Nello specifico:
- per le pompe di calore aria-aria: il COP generalmente varia tra 3 e 4;
- nel caso delle pompe di calore aria-acqua: il COP dovrebbe essere almeno 4, considerando una situazione in cui la sorgente termica (aria) ha una temperatura di 2° e l’acqua raggiunge una temperatura di mandata di 35°;
- per le pompe di calore acqua/acqua: il COP ideale dovrebbe aggirarsi intorno a 5,5, considerando una situazione in cui l’acqua di falda ha una temperatura di 10° e il fluido termovettore (acqua) raggiunge una temperatura di mandata di 35°.
COP pompe di calore: come varia
Il coefficiente di prestazione di una pompa di calore non è un valore assoluto ma varia in base alla temperatura della fonte da cui assorbe il calore e alla temperatura di mandata, ossia la temperatura che deve raggiungere l’acqua del mio impianto.
La temperatura della fonte termica, cioè aria, acqua, terra, dalla quale viene assorbito il calore, riveste un ruolo importante. Ad esempio, la temperatura dell’aria può variare a seconda delle stagioni, a differenza di quella dell’acqua di falda che rimane costante durante tutto l’anno.
Questo impatta principalmente sulle pompe di calore aria-acqua, mentre quelle geotermiche sono meno influenzate. Un aumento della temperatura della fonte termica si traduce in un minore consumo di energia elettrica per il riscaldamento ambientale. Al contrario, con il calo delle temperature, il COP diminuisce, comportando un aumento dei consumi della pompa di calore.
Anche la temperatura di mandata, ovvero la temperatura dell’acqua che scorre nelle tubazioni di alimentazione (in mandata) di un sistema di riscaldamento, costituisce un elemento chiave.
Efficienza Energetica e Scelta della Pompa di Calore
Cerchi soluzioni efficaci per ottimizzare l’efficienza energetica della tua abitazione? La pompa di calore, grazie alla sua versatilità, può svolgere la totale funzione di climatizzazione del nostro edificio e, quindi, soddisfare sia i bisogni correlati al raffrescamento che quelli connessi al riscaldamento invernale.
Come mai, nell’ultimo periodo, questa tecnologia costituisce la scelta più gettonata in termini di impianto residenziale ? Le risposte sono molteplici: si parte dall’esigenza di cambiare la vecchia caldaia che, per via della bassa efficienza, è una delle principali cause dell’elevato costo in bolletta. Il secondo motivo che spinge le persone a scegliere la pompa di calore è che conviene. Tuttavia, per lavorare, questa macchina ha bisogno di una quantità minima di energia elettrica.
Perciò, prima di installare un impianto di questo tipo, conviene sicuramente prevedere quanto consumerà la tua pompa di calore! Prima di tutto, illustreremo quali sono i componenti che assorbono elettricità e, di conseguenza, concorrono a determinare il costo di utilizzo del sistema. Considera comunque che il calcolo fatto sopra indica l’assorbimento del compressore che, come visto precedentemente, non è l’unico componente che consuma energia elettrica nella pompa di calore.
Per adesso abbiamo visto quanto assorbe una pompa di calore istantaneamente. Il valore che interessa di più, però, è il consumo della pompa di calore diluito in un arco di tempo più lungo (per esempio nell’arco dell’anno solare). Il calcolo non è così immediato perchè il funzionamento della macchina dipende da diversi fattori.
Come abbiamo detto fino ad ora, il COP è strettamente correlato con i consumi della macchina. È importante sapere anche che il COP varia in base alla temperatura esterna. Più fuori fa freddo, più il COP si abbassa e minore è l’efficienza della pompa di calore.
Quando la sorgente fredda è l’aria, la temperatura può scendere anche al di sotto dello zero. In questa condizione il valore del COP peggiora significativamente e la pompa di calore si disattiva.
Il sistema di emissione è definito come il corpo scaldante presente all’interno delle abitazioni. Per funzionare, ciascuno di questi corpi scaldanti richiede una temperatura dell’acqua differente. Per esempio, i radiatori (chiamati comunemente caloriferi) lavorano a temperature di mandata dell’acqua di circa 70°C. Invece, i pannelli radianti possono funzionare tranquillamente con temperature di 30-35°C. Per intenderci: è meglio non abbinare mai una pompa di calore ai caloriferi! In queste situazioni, infatti, la macchina deve lavorare al massimo per portare l’acqua di mandata a temperature alte.
Come sostenuto nel paragrafo relativo al COP, più fa freddo fuori, maggiori sono i consumi energetici della pompa di calore. Essendo la pompa di calore una macchina che assorbe energia termica da fonti esterne (aria, acqua e suolo), i consumi dipendono anche dalla rigidità delle condizioni climatiche esterne. Mai come negli ultimi anni le stagioni sono variabili e imprevedibili. Un consiglio prezioso è quello di contestualizzare i dati di efficienza che si possono leggere sulla scheda tecnica del prodotto. Infatti, sul documento tecnico deve essere indicata la temperatura di riferimento associata al valore del COP. Se il COP è dichiarato con condizioni esterne favorevoli (es. 10°C) capirai anche tu che il valore del coefficiente è relativo.
Come per qualsiasi generatore di calore, ogni grado in più o in meno impostato sul tuo termostato va a determinare i consumi in bolletta. Perciò, oltre ai classici consigli sull’evitare di impostare temperature interne di 25°C solo per stare in casa con la maglietta a maniche corte nel mese di gennaio, è bene prestare attenzione ad un altro comportamento più sottile. Molto spesso, infatti, le persone impostano alte temperature per brevi periodi di tempo (per esempio due ore) e poi spengono il sistema di riscaldamento una volta raggiunta la temperatura ideale. Così facendo, dopo poco tempo, avranno ancora un clima freddo in casa e andranno a riaccendere al massimo il riscaldamento.
Partiamo dal presupposto che i costi di utilizzo della pompa sono connessi all’assorbimento di energia elettrica. Per andare a compensare queste spese bisognerebbe avere un impianto che fornisce energia elettrica gratuita. Cosa c’è di meglio se non un impianto fotovoltaico? Basta pensare al grande vantaggio che è possibile avere in una giornata di sole invernale: nonostante il cielo è limpido, la temperatura è molto fredda, quindi un’abitazione ha bisogno di energia termica per essere riscaldata. I pannelli fotovoltaici installabili sul tetto producono energia gratuita e pulita grazie ai raggio solari.
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