Le pompe di calore per l'acqua calda sanitaria

La pompa di calore è quella a sinistra😁

Cosa puoi trovare in questo articolo sulle pompe di calore per acqua calda sanitaria:

1) Come produrre acqua calda sanitaria in una abitazione NO GAS;
2) Cosa sono le pompe di calore per acqua calda sanitaria;
3) Come si installano le pompe di calore per acqua calda sanitaria perché funzionino in modo efficiente;
4) I costi delle pompe di calore per acqua calda sanitaria;
5) Agevolazioni per le pompe di calore per acqua calda sanitaria;
6) L'integrazione tra fotovoltaico e pompe di calore per acqua calda sanitaria;
7) Gli svantaggi delle pompe di calore per acqua calda sanitaria.

1) Come produrre acqua calda sanitaria in una abitazione NO GAS

Mi occupo di abitazioni NO GAS da oltre 11 anni. Ovviamente uno dei primi problemi che ho dovuto affrontare è stata la necessità di produrre acqua calda sanitaria non disponendo della classica caldaia a gas oppure a gasolio. Ho scartato subito l'idea dello scaldabagno elettrico perché troppo energivoro. A quei tempi la risposta più naturale veniva dal solare termico. La mia stessa abitazione è equipaggiata da oltre 13 anni con un pannello solare termico a circolazione naturale. Da fine marzo ad ottobre inoltrato (abito in provincia di Bari) il mio sistema solare riesce a produrre senza grossi problemi l’acqua calda sanitaria per i 4 componenti la famiglia. Certo, se capitano due o tre giorni nuvolosi o piovosi di seguito è comunque necessario integrare con altri sistemi il calore necessario per riscaldare l’acqua. 
Il problema principale si verifica ovviamente nel resto dell’anno dove la situazione si inverte ed il solare termico da solo è in grado di integrare, non di più, il calore necessario. Ma non può certo essere l’unico sistema per produrre acqua calda per una famiglia. Inoltre ci sono, a mio parere, altri due svantaggi:
·   Il solare necessita di una manutenzione almeno biennale; 
·   Occupa prezioso spazio in copertura che potrebbe essere utilizzato dal più flessibile fotovoltaico.

La soluzione per le case NO GAS è arrivata in questi ultimi anni dalla crescente diffusione delle pompe di calore per acqua calda sanitaria.

Il loro successo è dovuto a diversi fattori:

a) Il progresso tecnologico le ha rese sempre più efficienti ed affidabili;

b) La progressiva riduzione dei costi (calati in 10 anni di circa il 50%);

c) La quasi totale assenza di manutenzione;

d) La costante disponibilità di acqua calda sanitaria per tutto l’anno.

2) Vediamo ora come sono fatte queste pompe di calore.

Si tratta di serbatoi verticali contenenti l’acqua da riscaldare su cui trova

pompa di calore
da 300 litri

posto una piccola pompa di calore di ridotta potenza che, esteticamente, ricorda un cappello posto sul serbatoio.

Attraverso uno scambiatore di calore il compressore presente nel “cappello” consente, come in tutte le pompe di calore, il trasferimento dell’energia termica contenuta nell’aria esterna all’acqua. Ovviamente il trasferimento di energia sarà tanto più facile (e quindi con minori consumi elettrici) quanto più la temperatura dell’aria è alta.

Il “cappello” della pompa di calore contiene un ventilatore che forza il passaggio dell’aria attraverso la batteria di scambio. Sulla sommità del cappello sono presenti 2 fori (di circa 15 cm di diametro). Uno aspira l’aria esterna (fredda in inverno e calda in estate), l’altro espelle l’aria che, avendo ceduto il suo calore all'acqua contenuta nel serbatoio, è sempre fredda (tutto l’anno). Il serbatoio dispone di almeno 3 attacchi che, attraverso le tubazioni predisposte dall'installatore, consentono:

·  a) L’ingresso dell’acqua fredda proveniente dalla rete idrica direttamente oppure attraverso un autoclave;

·   b) L’uscita dell’acqua calda sanitaria che viene distribuita alle varie utenze;

·   c) Un attacco per un eventuale “sistema di ricircolo” (vedremo in un altro articolo in cosa consiste e se conviene realizzarlo o meno).

Esistono modelli di pompe di calore per ACS dotati di ulteriori attacchi per l’aggiunta di sistemi integrativi di ausilio alla produzione come il solare termico o eventuali caldaie a pellet o legna.

Pompa di calore per acqua calda sanitaria integrata dal solare termico

3) Corretta installazione di pompe di calore per acqua calda.

Abbiamo visto che queste pompe di calore rendono possibile il recupero del calore contenuto nell'aria esterna per trasferirlo all'acqua contenuta nel serbatoio. E’ evidente che questa operazione è tanto più facile e quindi economica quanto più è temperata l’aria che viene aspirata dalla macchina. Spesso si vedono pompe di calore installate all'esterno con i 2 fori lasciati liberi. Questo tipo di installazione è molto dannosa. Per 2 ragioni:

·   a) In inverno la temperatura dell’aria che viene aspirata e trattata può essere molto bassa annullando i benefici della pompa di calore ed in molti casi rendendo impossibile il processo di trasferimento del calore;

·   b) Le due bocchette sono molto vicine e quindi quella di aspirazione preleva direttamente l’aria espulsa dalla macchina stessa che, come si è visto, è molto fredda.

Per una corretta installazione si rende dunque necessario prevedere i corretti spazi già in fase di progettazione architettonica. L’aspirazione dovrebbe essere canalizzata all'interno dell’abitazione. In questo modo l’aria da trattare sarebbe sempre molto temperata (almeno intorno ai 20° d’inverno) e mai troppo calda in estate, con il rischio di raggiungere temperature di blocco.

L’espulsione andrà invece canalizzata all'esterno in modo da non interferire con l’aspirazione e con il benessere degli abitanti.

In fase di progetto è poi importante prevedere un pozzetto o una tubazione per lo scarico della condensa e lo svuotamento, in caso di necessità, del serbatoio.

Per quanto riguarda l’alimentazione elettrica sarà necessario predisporre in prossimità, una comune presa elettrica. Personalmente cerco sempre di prevedere, dal quadro elettrico, una linea dedicata. Se è vero infatti che queste pompe di calore hanno bassi assorbimenti, dai 200 ai 500 W a seconda dei modelli, è altrettanto vero che sono equipaggiati con resistenze elettriche per innalzare la temperatura dell’acqua a valori superiori ai 60° e quindi tali da consentire, periodicamente, dei cicli antilegionella. L'assorbimento di tali resistenze varia dai 1200 ai 1500 W.

4) Costi delle pompe di calore per acqua calda sanitaria.

Questi variano in funzione della capacità del serbatoio e del numero di attacchi e funzioni accessorie.

Si va dai 900, 1.000 euro per gli apparecchi per installazione sospesa che hanno un serbatoio da 90 fino a 110 litri per arrivare ai 3.000 euro per quelli a basamento con capacità del serbatoio di 300 litri ed attacchi per solare termico e sorgenti integrative.

Tra questi due estremi ci sono pompe di calore che costano intorno ai 1.500, 2.500 euro e che hanno serbatoi sempre a basamento da 200 litri senza o con sorgenti ausiliarie.

Ovviamente a questi costi bisogna aggiungere quelli di installazione che prevedono anche la fornitura in opera di accessori fondamentali per un lavoro a regola d’arte, come il vaso di espansione o la valvola miscelatrice di uscita. Dare valori per l’installazione non è facile perché in questo caso le variabili possono essere molte anche in funzione della predisposizione dei luoghi e degli spazi disponibili. Si può quindi oscillare tra i 200, 300 euro per la semplice sostituzione di uno scaldacqua elettrico tradizionale dove sono già presenti tutte le predisposizioni fino alle migliaia di euro di impianti nuovi da interfacciare a sistemi solari o a caldaie di integrazione.

5) Agevolazioni economiche per le pompe di calore per acqua calda sanitaria.

Per fortuna anche in questo caso, per le abitazioni esistenti, e solo in sostituzione di scaldacqua tradizionali sono disponibili due interessanti agevolazioni economiche:

·   Il conto termico che prevede, per questi piccoli sistemi, una erogazione in denaro, in un’unica soluzione, mediante accredito su conto corrente, da parte dello Stato. L’importo economico dipende dalla zona termica in cui viene effettuato l’intervento di sostituzione ma solitamente copre almeno i costi di acquisto della pompa di calore. Non è una agevolazione molto conosciuta perché la pratica per l’ottenimento del denaro è complessa ed ha quindi essa stessa un costo;

·   La detrazione fiscale del 65% dell’intera spesa sostenuta tra fornitura e posa in opera. Anche in questo caso è necessario predisporre una pratica, in questo caso per l'ENEA, per l'ottenimento del beneficio economico.

6) Integrazione tra fotovoltaico e pompe di calore per acqua calda.

Il fotovoltaico si integra perfettamente con tutti gli apparecchi che, per funzionare, necessitano della sola energia elettrica. Le pompe di calore per acqua calda sanitaria hanno un assorbimento molto contenuto (tranne nei momenti in cui viene attivata la resistenza elettrica per svolgere il ciclo antilegionella). È quindi molto frequente, anche nei giorni nuvolosi, che l’intera energia necessaria al funzionamento della macchina sia coperta dal fotovoltaico. Molte pompe di calore dispongono di un ingresso che può essere connesso proprio all’inverter fotovoltaico. In tal caso, al superamento di una certa potenza prodotta dal sole (il valore lo imposta lo specialista del fotovoltaico, da cui l'importanza che le persone si parlino), viene innalzata la temperatura dell’acqua calda sanitaria per esempio al valore massimo che può produrre la pompa di calore (circa 58°). In questo modo viene accumulato molto calore gratuito che può essere utilizzato a 40, 42 gradi dagli occupanti l’abitazione, grazie alla presenza della valvola miscelatrice presente all'uscita del serbatoio.

Con questo accorgimento è possibile che la pompa di calore non si avvii più nelle ore serali o la mattina presto perché in quelle ore la sua temperatura di produzione dell’acqua torna automaticamente ad abbassarsi ad esempio a 44°.

Si riesce così a progettare un sistema che produce virtualmente acqua calda gratuita par tutto l’anno.

E così abbiamo anche accennato ai "sistemi integrati" ☺

7) Svantaggi delle pompe di calore per acqua calda sanitaria

Le pompe di calore per acqua calda sanitaria assorbono una potenza elettrica molto piccola, dai 250 ai 500 W. Anche sfruttando l'effetto "leva" dato dal compressore della pompa di calore difficilmente riescono a trasferire all'acqua una potenza termica superiore ai 1.500 W termici. Con queste potenze è impossibile scaldare l'acqua in modo istantaneo, come invece fa una caldaia a gas (che dispone di potenze termiche superiori ai 20 kW). Per questo motivo le pompe di calore sono dotate di capienti accumuli che, come abbiamo visto arrivano a 300 litri ed oltre. Se il serbatoio viene svuotato sono necessarie anche diverse ore fino al completo riscaldamento dell'acqua (anche azionando la resistenza elettrica di integrazione). Se dunque avete una bella vasca ad idromassaggio è il caso di pensarci bene prima di installare una di queste macchine...