SCOP Pompa di Calore: Definizione e Calcolo

Per acquistare il climatizzatore giusto è importante saper leggere le informazioni contenute nell'etichetta energetica. Le prime etichette energetiche sono entrate in vigore negli anni ’90 e a oggi hanno subito delle modifiche in quanto gli standard di sostenibilità ed efficienza energetica sono diventati sempre più ambiziosi. Abbiamo i valori SEER (Seasonal Energy Efficiency Ratio) e SCOP (Seasonal Coefficient Of Performance), la capacità nominale espressa in kW in modalità di raffrescamento e raffreddamento e la stima del consumo energetico annuo per entrambe le modalità di funzionamento.

Cosa sono SEER e SCOP?

I coefficienti SEER e SCOP hanno sostituito i precedenti EER e COP. Questi ultimi indicavano l’efficienza di un climatizzatore in relazione alla quantità di energia consumata e prodotta.

  • EER, acronimo di Energy Efficiency Ratio, esprime il rapporto tra la potenza erogata nella fase di raffrescamento e la potenza elettrica assorbita.
  • COP, acronimo di Coefficient of Performance, è un valore che indica il rapporto tra la potenza erogata in modalità di riscaldamento e la potenza elettrica assorbita.
  • SEER, acronimo di Seasonal Energy Efficiency Ratio, fa riferimento all’efficienza energetica di un climatizzatore durante la fase di raffrescamento. Tale valore tiene conto di come la domanda di fresco vari nel corso dell’anno, quindi replica l’uso stagionale del dispositivo.
  • SCOP, acronimo di Seasonal Coefficient Of Performance, indica l’efficienza energetica di un climatizzatore in fase di riscaldamento. Il calcolo dello SCOP considera tre differenti tipologie di climi in base alla zona in cui viene utilizzato il climatizzatore.

In relazione a queste fasce climatiche, l’Italia è in una situazione particolare.

COP Pompa di Calore: Cos'è?

Con l'acronimo COP (Coefficient of Performance) ci si riferisce al coefficiente di prestazione dato dal rapporto tra energia resa (calore ceduto all'ambiente da riscaldare) ed energia elettrica consumata. 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.

Se il valore del COP è 3, per ogni kW di elettricità consumato la pompa di calore ne produrrà 3 di energia termica, uno fornito dall'energia elettrica consumata e gli altri due prelevati dall'ambiente esterno.

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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.

Fattori che Influenzano il COP

Il COP è influenzato da:

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  • Temperatura della sorgente termica, ovvero la fonte (aria, acqua, terra) da cui si assorbe calore. Ad esempio: la temperatura dell'aria può cambiare in base alla stagione, a differenza di quella dell’acqua di falda che invece mantiene lo stesso livello di temperatura per tutto l'anno. Questo significa che a risentire della temperatura esterna sono soprattutto le pompe di calore aria-acqua, mentre quelle geotermiche (acqua-acqua o terra- acqua) ne risentono in misura minore. Maggiore è la temperatura della sorgente termica, meno energia elettrica consumerà la pompa di calore per riscaldare l’ambiente.
  • Temperatura di mandata dell’impianto, cioè la temperatura dell'acqua che circola nelle tubazioni di alimentazione (in mandata) di un impianto di riscaldamento. Più sarà bassa la temperatura di mandata, minori saranno i consumi di energia elettrica e maggiore sarà il COP della pompa di calore.

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:

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  • 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.

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.

SCOP: Coefficiente di Prestazione Stagionale

Lo SCOP (Seasonal Coefficient of Performance, ossia coefficiente di prestazione stagionale) è un indicatore dell’efficienza energetica delle pompe di calore. Questo parametro indica il rapporto tra l’energia termica fornita dalla pompa di calore e l’energia elettrica consumata per il suo funzionamento, calcolato su base stagionale. Poiché per il suo computo si devono prendere in riferimento le variazioni climatiche, lo SCOP riflette meglio il rendimento effettivo della pompa di calore nel corso dell’anno.

Un valore di SCOP elevato indica una maggiore efficienza energetica e, di conseguenza, minori costi di esercizio. Per le pompe di calore moderne, un valore di SCOP superiore a 4 è considerato buono. Ciò significa che per ogni kWh di elettricità consumata, la pompa di calore produce 4 kWh di calore. Le pompe di calore geotermiche tendono ad avere valori di SCOP più elevati rispetto a quelle aria-acqua, poiché la temperatura del suolo è più stabile nel corso dell’anno.

Fattore di Rendimento Stagionale (SPF)

Per rispondere a questa domanda si può utilizzare il fattore di rendimento stagionale (SPF: Seasonal Performance Factor): un indicatore della quantità di elettricità necessaria per fornire calore nell'arco di un intero anno. In pratica, più alto è il fattore di rendimento stagionale, più bassi sono i costi di riscaldamento.

Diversamente dal coefficiente di prestazione di una pompa di calore (COP) che è un valore puntuale riferito a determinate condizioni di funzionamento (ad esempio 7°C aria esterna e 35°C mandata dell’acqua all’impianto), il fattore di prestazione stagionale copre un periodo di tempo più esteso che, generalmente, è di un anno intero oppure una stagione di riscaldamento.

Per determinare il fattore di rendimento stagionale, si sono diffusi diversi metodi. Quello più affidabile, naturalmente, è il calcolo basato sui valori di misura che gli esperti chiamano anche fattore di prestazione stagionale (SPF). Tuttavia, questo metodo garantisce dei risultati affidabili soltanto dopo il funzionamento continuativo per un’intera stagione invernale.

N.B: è necessario verificare le grandezze che vengono misurate. Se i contatori, ad esempio, registrano solo il consumo di elettricità del compressore, la lettura alla fine dell’anno sarà inferiore a quella che si ottiene misurando il consumo dell’intero sistema di riscaldamento. Questo influisce, a sua volta, sul fattore di rendimento stagionale della pompa di calore.

Per farlo, è necessario leggere i contatori a intervalli regolari e annotare i valori. Quindi calcolare la quantità di energia trasferita e prelevata in un anno. A tal fine, sottrarre i valori dell'anno precedente da quelli dell'anno in corso. Se non sono coinvolti altri generatori di calore, è possibile equiparare il calore trasferito al fabbisogno termico dell’edificio. Per conoscere questo dato si possono consultare i vecchi conteggi oppure i documenti forniti dal proprio consulente energetico.

Per ottenere il consumo energetico in kWh, infine, bisogna dividere il fabbisogno di calore con il fattore di rendimento stimato della vostra pompa di calore che, moltiplicato per il prezzo attuale dell’elettricità, permette di ottenere i possibili costi di riscaldamento durante un anno.

Come Migliorare il Rendimento Stagionale

In alcuni casi, il rendimento stagionale può essere migliorato riducendo la variazione di temperatura. Si tratta, nella pratica, della differenza di temperatura tra la sorgente di calore e la temperatura di mandata. Nel caso di un valore basso, il compressore deve fare meno lavoro per ottenere la stessa quantità di calore del sistema.

Ecco alcuni accorgimenti utili:

  • Regolare la curva di riscaldamento: impostando correttamente la curva di riscaldamento, si adatta in modo ottimale la regolazione del riscaldamento dell’edificio. La temperatura di mandata diminuisce, la pompa di calore consuma meno elettricità e si risparmia sui costi di riscaldamento.
  • Bilanciamento idronico: durante il bilanciamento idronico, i tecnici esperti regolano il sistema di riscaldamento in modo che fornisca a tutti gli ambienti l’esatta quantità di calore di cui hanno bisogno. Questo porta, solitamente, a temperature di mandata più basse e, quindi, anche a un fattore di rendimento stagionale più elevato.
  • Sostituire le superfici riscaldanti: Un grande potenziale di risparmio si nasconde nell'area delle superfici di riscaldamento. Queste ultime, se molto piccole, richiedono temperature elevate per poter trasferire il calore necessario. La loro sostituzione con radiatori più grandi, radiatori a bassa temperatura o a pompa di calore o sistemi di riscaldamento a pannelli aiuta a ridurre la temperatura del dissipatore di calore (temperatura di mandata del riscaldamento).
  • Intervenire sull’involucro termico dell’edificio: se si sostituiscono le finestre, o si isolano le pareti, il fabbisogno di calore si riduce e l’impianto di riscaldamento può funzionare con temperature di mandata più basse.

Efficienza Energetica Stagionale per il Riscaldamento degli Ambienti

L'efficienza energetica stagionale per il riscaldamento degli ambienti descrive l'impatto ambientale del sistema di riscaldamento. Per calcolare questo valore, gli esperti moltiplicano lo SCOP per il fattore energia primaria del mix elettrico europeo. Questa misura è un criterio di ammissibilità per i sussidi alle pompe di calore ed è quindi di particolare rilevanza.

SEER e SCOP dei Condizionatori

I SEER e SCOP dei condizionatori sono due parametri fondamentali nella scelta di un nuovo climatizzatore per casa tua. Tra le informazioni utili da conoscere ci sono le differenze tra i due, il significato, quali sono i valori ottimali e come determinano le classi energetiche dei condizionatori. Gli indici SEER e SCOP dei condizionatori vengono impiegati ogni anno per approfondire l’efficienza nei consumi degli apparecchi in un anno. Questi parametri consentono di determinare le prestazioni energetiche del singolo prodotto, così come il suo impatto ambientale. Il tutto, permettendo di stabilire la classe energetica del condizionatore.

Differenze tra SEER e SCOP dei Condizionatori

  • Il SEER è il rapporto di efficienza energetica stagionale, relativo al raffrescamento. Viene ottenuto mettendo in rapporto il fabbisogno annuo di raffreddamento e il consumo annuo di energia elettrica destinata al raffreddamento;
  • Lo SCOP invece è il coefficiente di prestazione stagionale, relativo al riscaldamento. Indica il rapporto tra il fabbisogno annuo di riscaldamento e il consumo annuo elettrico dedicato al riscaldamento.

In entrambi i casi maggiore è il valore e più l’apparecchio che si è scelto di acquistare è efficiente dal punto di vista dei consumi. Sintetizzando, più alti sono SERRP e SCOP e più elevata è l'efficienza energetica del macchinario.

Come si Calcolano i Valori Ottimali di SEER e SCOP?

Per calcolare il SEER del condizionatore, quindi il consumo energetico nella modalità raffreddamento è necessario utilizzare lo standard EN 14825, che definisce la metodologia di test specifica. Nella pratica è necessario dividere la potenza frigorifera totale in BTU (alle diverse condizioni) per l'energia elettrica totale utilizzata in watt.

Invece il calcolo dello SCOP, cioè il consumo energetico del condizionatore in modalità riscaldamento, è diverso in quanto è necessario riferirsi a tre climi tipici per l'Europa, che rappresentano le condizioni più frequenti di funzionamento stagionali. È il calcolo che viene eseguito ad esempio per una pompa di calore aria-acqua. Anche in questo caso è lo standard EN 14825 a definire la metodologia di test. Nella pratica, per calcolare lo SCOP del condizionatore è necessario dividere la potenza termica totale in kilowattora (kWh) ai diversi punti di funzionamento per l'energia elettrica totale utilizzata (anch'essa in kilowattora).

SEER, SCOP e le Classi Energetiche dei Condizionatori

Il quadro normativo legato a SEER e SCOP dei condizionatori è in continuo cambiamento. Questo perché l’Unione Europea punta a creare un contesto nel quale i produttori di condizionatori - e altri apparecchi energivori - siano tenuti a proporre al pubblico apparecchi sempre più efficienti e dalle classi energetiche elevate.

La normativa aggiorna continuamente gli standard minimi legati all'efficienza energetica e all'impatto ambientale di questi prodotti. Tra i fattori essenziali che influenzano questi standard ci sono:

  • il livello minimo di efficienza stagionale (ovvero SEER e SCOP);
  • il livello minimo di emissioni;
  • le informazioni e la documentazione tecnica da fornire al cliente.

Classi Energetiche: Valori Minimi di SEER e SCOP

Ecco le più recenti sintetizzate in tabella, con rispettivi valori SEER e SCOP.

Classe Valore SEER Valore SCOP
G Inferiore a 2,6 Inferiore a 1,9
F Inferiore a 3,1 e pari o superiore a 2,6 Inferiore a 2,2 e superiore o pari a 1,9
E Inferiore a 3,6 e pari o superiore a 3,1 Inferiore a 2,5 e superiore o pari a 2,2
D Inferiore a 4,1 e pari o superiore a 3,6 Inferiore a 2,8 e superiore o pari a 2,5
C Inferiore 4,6 e pari o superiore a 4,1 Inferiore a 3,1 e superiore o pari a 2,8
B Inferiore a 5,1 e pari o superiore a 4,6 Inferiore a 3,4 e superiore o pari a 3,1
A Inferiore a 5,6 e pari o superiore a 5,1 Inferiore a 4 e superiore o pari a 3,4
A+ Inferiore a 6,1 e pari o superiore a 5,6 Inferiore a 4,6 e superiore o pari a 4
A++ Inferiore a 8,5 e pari o superiore a 6,1 Inferiore a 5,1 e superiore o pari a 4,6
A+++ Maggiore o uguale a 8,5 Maggiore o uguale a 5,1

Etichetta Energetica: Dove Trovare i Valori SEER e SCOP?

I valori di SCOP e SEER dei condizionatori li puoi leggere sull'etichetta energetica, solitamente sono valori descritti sotto la classe energetica del macchinario.

Differenze tra EER e COP e SEER e SCOP

È importante sottolineare che l’efficienza dei condizionatori con o senza pompe di calore può essere determinata in vari modi. Per molto tempo, gli indici di valutazione dell’Efficienza più utilizzati sono stati EER (cioè Energy Efficiency Ratio) e COP (o Coefficient of Performance).

  • Il primo va a stabilire il rapporto tra refrigerio dato all’ambiente ed energia elettrica consumata.
  • Il secondo si concentra sul calore ceduto all’ambiente, in relazione all’energia elettrica consumata.

Anche in questo caso, a valori maggiori corrispondono prestazioni superiori - e una efficienza energetica più alta. Questo porta, in ultima istanza, a classi energetiche superiori.

Come si Calcolano EER e COP?

EER e COP sono indici statici, ma se non altro facilmente calcolabili. Per fare un esempio, si consideri un climatizzatore con resa termica in raffrescamento di 3 kW ed un assorbimento di 0,9 kW. L'EER sarà uguale a 3,33. Se la resa in caldo è di 2,7 kW ed un assorbimento di 0,8 kW, il COP è di 3,37.

I parametri appena citati, però, sono stati messi in disparte negli ultimi anni, a favore proprio degli indici SEER e SCOP. Questo perché EER e COP si concentrano sull’efficienza determinata da dati fissi. Al contrario, SEER e SCOP (dove la “S” aggiunta ai nomi indica proprio il termine Stagionale) tengono conto di fattori variabili come:

  • Variazioni della temperatura esterna durante l’anno;
  • L’area geografica in cui viene utilizzato il condizionatore;
  • Il consumo di energia riferito alle diverse modalità operative degli apparecchi;
  • Le specifiche di progettazione.

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