MODULO ENERGIA AMBIENTALE - CONCETTI BASE DELLE POMPE DI CALORE CORSO 21.1 - ENERGIE RINNOVABILI

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MODULO ENERGIA AMBIENTALE - CONCETTI BASE DELLE POMPE DI CALORE CORSO 21.1 - ENERGIE RINNOVABILI
ENERGIE RINNOVABILI             PENTA PROJECT
FORMAZIONE CONTINUA MODULARE

                               MODULO
                               ENERGIA AMBIENTALE
                               CONCETTI BASE DELLE POMPE
                               DI CALORE
                               CORSO 21.1

    Patronato
MODULO ENERGIA AMBIENTALE - CONCETTI BASE DELLE POMPE DI CALORE CORSO 21.1 - ENERGIE RINNOVABILI
Organismo

Arbeitsgemeinschaft für Solarenergie SWISSOLAR
Fördergemeinschaft Wärmepumpen Schweiz, FWS
Haustechnik-Fachlehrvereinigung SSHL
Hochschule Technik+ Architektur Luzern, FHZ
Holzenergie Schweiz; Holzfeuerungen Schweiz
Schweizer Agentur für erneuerbare Energien, AEE
Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein, SIA
Schweizerischer Kaminfegermeister-Verband, SKMV
Schweizerisch-Liechtensteinischer Gebäudetechnikverband (suissetec)
Schweizerischer Verein von Wärme- und Klima-Ingenieuren, SWKI
Schweizerischer Verein für Kältetechnik, SVK
Schweizerische Vereinigung Beratender Ingenieurunternehmungen, usic
Schweizerische Vereinigung für Geothermie, SVG
SOLAR - Schweizerischer Fachverband für Sonnenenergie
SOLAR SUPPORT; Schweizerischer Verband Dach und Wand
SVDW; Verband Schweizerischer Elektro-Installationsfirmen, VSEI
Verband Schweizerischer Hafner- und Plattengeschäfte, VHP
Vereinigung Schweizerischer Sanitär- und Heizungsfachleute, VSSH

Hubrainweg 10, 8124 Maur, Tel. 01 908 40 80, Fax 01 908 40 88
info@pentaproject.ch, www.pentaproject.ch
MODULO ENERGIA AMBIENTALE - CONCETTI BASE DELLE POMPE DI CALORE CORSO 21.1 - ENERGIE RINNOVABILI
Corso 21.1:
            :
Energia ambientale concetti base delle pompe di calore                                           www.pentaproject.ch

Indice
1.    Obbiettivi dello studio                                                   3
2.    Quattro buoni motivi per utilizzare una pompa di calore                   3
2.1   Energia/ambiente                                                          3
2.2   Installazioni                                                             4
2.3   Economicità                                                               5

3.    Condizioni quadro riguardanti un progetto concreto                        6

3.1   La fonte di calore                                                         7
3.2   Dati caratteristici principali attraverso la lettura di valori da tabelle  9
3.3   Consultazione dei programmi di promozione, delle leggi, delle normative,
      delle pubblicazioni e dei criteri di qualità.                             13

4.    Documenti di lavoro                                                      14

4.1 Casa tipo                                                                  14
4.1.1 Dati di base                                                             14
4.1.2 Dimensionamento della pompa di calore                                    16

5.    Allegati                                                                 19

                                                                                     Patronato
                                                                                                               1
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Energia ambientale concetti base delle pompe di calore                                                            www.pentaproject.ch

1.     Obbiettivi dello studio
       •   Citare 4 motivi che giustifichino l’impiego di una pompa di calore
       •   Citare le condizioni generali riguardanti un progetto concreto
       •   Spiegare i dati principali attraverso la lettura delle tabelle tecniche
       •   Consultare le informazioni dei programmi di promozione, Leggi, Norme,
           pubblicazioni e criteri di qualità legati al tema delle pompe di calore

2.     Quattro buoni motivi per utilizzare una pompa di
       calore

2.1    Energia/ambiente
       Il sole é la nostra principale fonte di energia, che ci garantisce un flusso di
       energia continuo. Questo tipo di energia è costante ed è sempre presente.
       L’energia solare é immagazzinata in parte nelle riserve energetiche naturali.
       Questa energia è strettamente legata alla materia, chiamata vettore
       energetico (per es. petrolio, acqua, ecc.). L’ energia contenuta nella materia                   Senza energia –
       può essere convertita in altre forme ed essere utilizzata dall’uomo.                              nessuna vita
       A dipendenza del tempo di rigenerazione dei vettori energetici in seguito
       all’utilizzo di energia, si distinguono i vettori energetici rinnovabili da quelli
       non rinnovabili.
       I vettori energetici rinnovabili (es. l’acqua) si rigenerano così rapidamente
       che possono considerarsi illimitati. Contrariamente i vettori energetici non
       rinnovabili si rigenerano molto lentamente (milioni di anni). Le tecniche attuali
       permettono un utilizzo rapido delle riserve energetiche non rinnovabili (gas,
       petrolio, ecc.) e senza un utilizzo razionale dell’energia c’é il rischio in un
       futuro prossimo di estinguere questi vettori energetici.

       Vettori energetici rinnovabili            Vettori energetici non rinnovabili

       Irraggiamento solare
       Biomassa
                                      ¶          Petrolio

                                                 Gas naturale
                                                                                  r
       (legno, materia organica, ecc.)

       Acqua                                     Uranio

       Vento                                     Carbone
                                                                                             Figura 1:
       Geotermia                                                                             Vettori energetici

                                                                                            Patronato
                                                                                                                                3
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www.pentaproject.ch                                        Energia ambientale concetti base delle pompe di calore

 Impieghiamo la tecnica                   Vettore energetico Installazione              Utilizzo
 basata sui vettori energetici                               tecnica
 rinnovabili, altrimenti presto
 ci ritroveremo davanti a
 serbatoi di energia vuoti.
                                          Petrolio (Ænafta)
                                          Carbone
                                                                  Caldaia
                                                                  Caldaia
                                                                                        Acqua calda-riscaldamento
                                                                                        Acqua calda-riscaldamento
                                                                                                                        %
                                          Irraggiamento solare    Celle fotovoltaiche   Elettricità per apparecchi
                                                                                        domestici
                                                                  Collettori solari     Acqua calda-riscaldamento
                                          Geotermia               Pompa di calore       Acqua calda-riscaldamento

                                          Attraverso delle installazioni tecniche appropriate, l’energia immagazzinata
                                          nei vettori energetici viene „estratta“ e quindi resa disponibile per il nostro
                                          fabbisogno.
                                          Inquinamento atmosferico
 L’inquinamento atmosferico
 provoca a livello europeo                Attraverso la combustione di vettori energetici fossili (petrolio, gas naturale,
 delle conseguenze serie sulla            carbone), del legno e di rifiuti organici vengono prodotti gas nocivi che si
 salute delle persone.                    liberano nell’ambiente. In particolare, la combustione della nafta produce
                                          ossidi d’azoto (NOx) e ossidi di zolfo (SOx). Questi inquinanti hanno delle
                                                                    ripercussioni importanti sull’ecosistema: formazione
 Figura 2:                                                          dell’ozono, infiammazione delle vie respiratorie di
 Il carico inquinante atmosferico                                   uomini e animali, danni alle piante, piogge acide.
 rappresenta un rischio per la
 salute                                                               Uno studio europeo ha dimostrato una correlazione
                                                                      tra l’aumento della concentrazione del carico inqui-
                                                                      nante dell’aria e il numero di decessi e ricoveri ospe-
                                                                      dalieri. Per la Svizzera, sono state esaminate le città
                                                                      di Basilea, Zurigo e Ginevra. Oltre agli inquinanti
                                                                      gassosi, lo studio ha analizzato gli effetti delle polveri
 Le emissioni di gas nocivi                                           fini sulla salute dell’uomo.
 devono essere sempre limi-                                          Le pompe di calore utilizzano principalmente elettri-
 tate nella misura massima
                                                                     cità come energia per la compressione. L’elettricità
 possibile.
                                                                     utilizzata in Svizzera é importata in parte dall’estero,
                                                                     dove la produzione avviene tramite centrali a carbo-
                                          ne. Per questo motivo, l’impiego di una pompa di calore genera delle emissio-
                                          ni inquinanti. Queste emissioni sono comunque da considerarsi minori in
                                          quanto la Svizzera importa solo una piccola parte dell’elettricità.

                                    2.2   Installazioni
                                          Le installazioni tecniche necessitano di spazio. In effetti, tutte le installazioni
                                          hanno bisogno di un sistema di approvvigionamento del vettore energetico
                                          utilizzato (nafta, truciolato di legna, gas naturale, elettricità, ecc.) e di un si-
                                          stema di eliminazione dei materiali di scarto (gas, ceneri, ecc.).
                                          Nel caso delle pompe di calore, il sistema di approvvigionamento del vettore
                                          energetico si basa sull’utilizzo dell’elettricità che é comunque prevista durante
                                          la costruzione di uno stabile. Il sistema d’eliminazione dei fumi non é necessa-
                                          rio nel caso dell’impiego di una pompa di calore in quanto il solo prodotto di
                                          „scarto „ é il calore. Un altro argomento a favore dell’impiego della pompa di
                                          calore é l’alto grado di sicurezza durante il trasporto del vettore energetico,
                                          rendendo superflui ulteriori accorgimenti (vasche di contenimento, aerazioni
                                          supplementari, ecc.).

                 Patronato
4
Corso 21.1:
Energia ambientale concetti base delle pompe di calore                                                                www.pentaproject.ch

       Gli argomenti a favore dell’impiego della pompa di calore si possono
       riassumere come segue:
       •    assenza di un deposito per il combustibile
       •    assenza di sistemi di raccolta e di smaltimento per i prodotti di scarto
       •    assenza di misure di sicurezza legate all’utilizzo di combustibile

2.3    Economicità
       Al fine di paragonare installazioni differenti, come per esempio il riscaldamento
       ad olio combustibile e la pompa di calore, si intraprendono dei calcoli di
       economicità.
       Per questo motivo vengono rilevate le spese di ogni sistema e paragonate
       tra di loro. La soluzione più redditizia dipende dai costi economici e dalla
       facilità di messa in servizio.
       Le spese – spese annuali – dei differenti sistemi si compongono principal-
       mente degli elementi seguenti:
       I costi d’investimento sono le spese d’investimento annuale: un
       investimento di CHF 100’000.- corrisponde ad un investimento annuale di
       CHF 9’000.-/a per 15 anni ad un tasso d’interesse del 4%.
       Le spese di manutenzione e d’esercizio annuali corrispondono alle spese
       dell’olio combustibile, dell’elettricità, a quelle della manutenzione della caldaia
       e del bruciatore, ecc.
       I costi annuali risultano dalla somma delle spese d’investimento e quelle
       di manutenzione ed esercizio
       Gli investimenti per un’installazione convenzionale a gas o ad olio sono
       relativamente bassi in ragione della situazione attuale del mercato di questi
       combustibili. I costi d’investimento legati ad un’installazione di una pompa di
       calore sono ugualmente favorevoli a condizione che l’installazione sia di
       semplice concezione ovvero la pompa di calore dipendente dall’aria esterna.
       Se si includono le spese per l’installazione delle sonde geotermiche (perfora-
       zioni), quelle dovute all’impiego di uno o più accumulatori tecnici, l’integrazione
       di un sistema con collettori solari, ecc., il costo d’investimento di una pompa
       di calore aumenta in tal misura da rendere irrilevante il guadagno riscontrabile
       nei costi di manutenzione e di esercizio.

       Variante                    Costi        Costi del capitale    Costi        Costi totali
       Q’ = 8 kW              d’investimento         annuità       d’esercizio      annuali
       Produzione                                 (15 anni-4 %)
       di calore                   [CHF]              [CHF]           [CHF]           [CHF]

       Riscaldamento
       ad olio                     14’000              1’100           2’000          3’100*
                                                                                                    Tabella 1:
       PdC                                                                                          Esempio costi annuali
       (sonda geotermica)          23’000              1’550           1’300         2’850*         (valori indicativi)

           * I costi possono variare fortemente secondo la situazione specifica. La pompa
           di calore può quindi avere dei costi inferiori a quelli presentati nella Tabella 1. I
           dati devono essere riesaminati per ogni caso specifico.

                                                                                                   Patronato
                                                                                                                                    5
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www.pentaproject.ch                                           Energia ambientale concetti base delle pompe di calore

                                         Il legislatore cerca di tener conto delle circostanze del prezzo basso
                                         dell’energia, mirando all’introduzione di una tassa sul CO2. Questa tassa
                                         renderebbe più caro il prezzo dei combustibili fossili e funzionerebbe da
                                         incentivo per l’utilizzo di altri sistemi più efficienti (pompe di calore, impianti
                                         solari, ecc.).
                                         In conclusione é importante ricordare che:
                                         •   A corto termine i sistemi efficienti (pompe di calore, impianti solari, ecc.)
                                             sono meno vantaggiosi a livello economico che quelli convenzionali.
                                         •   A lungo termine – soprattutto in seguito alla prevista introduzione di una
                                             tassa „ambientale“ – l’installazione di una pompa di calore é una soluzione
                                             interessante.

                                    3.   Condizioni quadro riguardanti un progetto
                                         concreto
                                         Considerazioni generali
                                         In una prima fase, deve essere verificata la fattibilità generale del progetto:
                                         per questo motivo le condizioni di compatibilità dei diversi elementi devono
                                         essere chiarite.
                                         Gli elementi principali, le cui condizioni di compatibilità vanno analizzate,
                                         sono i seguenti:
                                         •   fonte di calore
                                         •   utilizzo del calore prodotto
                                         •   pompa di calore

                                                                                                       Utilizzo del calore
                                                                                                                     Acqua calda
                                                  Fonte di calore                             Corpo                  sanitaria
                                                                                              riscaldante                     WW
                                                                                                            60.3 x 2.3

                                               Serpentine nel terreno/
                                               sonde geotermiche
                                                                                       Riscaldamento
                                                                                       a pavimento

    Figura 3:                                                                                                             Ventilazione
                                                               Aria esterna
    Principio di funzionamento di
    un’installazione con pompa di                                             Pompa di calore
    calore

                 Patronato
6
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Energia ambientale concetti base delle pompe di calore                                                                                                     www.pentaproject.ch

3.1    La fonte di calore
       Per il raggiungimento di una buona efficienza per una pompa di calore, é
       necessaria la scelta di una fonte di calore con un livello di temperatura il
       più elevato possibile e con una disponibilità termica senza limiti. Le auto-
       rizzazioni per lo sfruttamento e la fattibilità tecnica del progetto sono inoltre
       delle condizioni fondamentali.

                                                                       Fonte di calore

                                                       Acqua                                       Aria                  Suolo

                                 Acqua del                                 Acqua di
        Acqua di superficie                        Calore residuo
                                 sottosuolo                              circolazione

                                                                                               Aria esterna
          Acqua di fiume      Acqua sotterranea         Acqua di       Rete di riscalda-   Espulsione da imp. di   Sonda geotermica
                                                    raffreddamento     mento a distanza        ventilazione
           Acqua di lago      Acqua di sorgente                                                                     Perforazioni di
                                                   Acqua di scarico       Rete idrica         Espulsioni ind.         profondità
          Acqua di mare       Acqua dei pozzi di                                             Calore dall’illumi-
                                 captazione        Acqua industriale   Acqua da processi         nazione             Fascio di tubi
                                Acqua di falda            ...                              Calore delle persone                        Figura 4:
                                                                                            Calore da processi
                                                                                                                                       Esempi di fonti di calore

       In generale esiste almeno una delle citate fonti di energia sempre disponibile
       (aria esterna). Le installazioni che utilizzano l’acqua o il suolo come vettore                                                 Per informazioni supplemen-
                                                                                                                                       tari riguardo le fonti di calore
       energetico, offrono generalmente, nel corso dell’anno, temperature più alte
                                                                                                                                       vedi corso 21.3 Impianti di
       e perciò migliori prestazioni energetiche. Ciò nonostante queste soluzioni                                                      riscaldamento con pompa di
       non garantiscono sempre la disponibilità di calore e le autorizzazioni per lo                                                   calore
       sfruttamento.

       Riassumendo é necessario:
       • chiarire la fattibilità per lo sfruttamento della fonte di calore (grado di
          disponibilità della fonte di calore, studio geologico, disponibilità di spazio
          e accessi per i lavori di perforazione, ecc.)
       • chiarire le autorizzazioni in una fase preliminare
       • chiarire i costi d’investimento in una fase preliminare
       • allacciarsi alla fonte di calore con il livello di temperatura più alto
       • analizzare le caratteristiche del fluido (acqua, acqua di scarico, aria,
          ecc.):
          – livello del flusso (sono ammesse variazioni di flusso del +/-15%,
             controllare le variazioni del livello della falda freatica)
          – livello di temperatura (min/max della pompa di calore)
          – stabilità dei materiali (corrosività; in particolare per le acque di
             scarico)

       L’impiego del calore prodotto
       L’impiego del calore, rispettivamente l’emissione del calore prodotto ha
       un’incidenza sull’efficienza di una pompa di calore. In questo caso vale
       esattamente il contrario di quanto detto per la fonte di calore. In effetti, il
       livello di temperatura dell’emissione del calore prodotto deve essere il più
       basso possibile.

                                                                                                                                      Patronato
                                                                                                                                                                         7
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                                        Coefficiente di prestazione            Coefficiente di prestazione
                                        COP elevato                            COP basso
                                                                                                       50 °C

                                                             40 °C

    Figura 5:                         10 °C
    Coefficiente di prestazione                                      0 °C
    Coefficient of Performance
    (COP)

                                  Il coefficiente di prestazione di una pompa di calore dipende dalla differenza
                                  di temperatura tra la fonte di calore e l’utilizzatore. Più grande è la differenza
                                  di temperatura, minore sarà il coefficiente di prestazione.
                                  Per questo motivo è necessario impiegare degli utilizzatori di calore che
                                  funzionino a delle temperature più basse possibili (es. riscaldamento a
                                  pavimento, 35/30 °C).

                                  Riassumendo é necessario:
                                  • un utilizzatore che funzioni a livelli di temperatura più bassi possibili
                                     la scelta del sistema di emissione del calore prodotto può influenzare
                                     positivamente il rendimento della pompa di calore (⇒ sistema di
                                     riscaldamento a pavimento)
                                  • considerare le caratteristiche dell’utilizzatore
                                     livello di temperatura OK (temperatura di mandata < 55°C)
                                  • impiegare degli utilizzatori con un’inerzia termica elevata
                                     (grandi masse termiche attive, riduzione dei cicli di accensione)

                                  La pompa di calore
                                  La pompa di calore é l’elemento che lega la fonte di calore all’utilizzatore.
                                  Deve quindi essere progettata in modo da far coincidere le caratteristiche
                                  della fonte di calore con quelle dell’utilizzatore (aria – acqua: pompa di calore
                                  che ha come fonte di calore l’aria esterna e come utilizzatore un riscalda-
                                  mento ad acqua, ecc.). La pompa di calore deve ugualmente essere in gra-
                                  do di lavorare a dei diversi livelli di temperatura (temperatura dell’acqua calda
                                  sanitaria di 60 °C).
                                  La coordinazione delle caratteristiche della fonte di calore con quelle
                                  dell’utilizzatore non é sufficiente. In effetti, bisogna prestare attenzione che
                                  la pompa di calore non generi un rumore troppo intenso e che non crei delle
                                  vibrazioni. I cicli di accensione della pompa di calore devono essere ridotti al
                                  minimo al fine di proteggere il compressore, ecc.
                                  I criteri più importanti sono riassunti qui di seguito:
                                  •    coordinare le caratteristiche della pompa di calore con quelle
                                       dell’edificio da riscaldare, della fonte di calore e dell’utilizzatore
                                       impiegati (durata d’interdizione della Azienda Elettrica, disinserimento
                                       della fonte di calore nell’utilizzo di calore residuo, ecc.).

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8
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Energia ambientale concetti base delle pompe di calore                                                        www.pentaproject.ch

       •   corretta connessione idraulica nel sistema di riscaldamento
           livello del flusso costante (sono ammesse variazioni di flusso del +/-15%)
       •   caratteristiche dell’utilizzatore
           (acqua, aria, acqua di scarico) fonte di calore/utilizzatore
       •   analisi dell’impatto fonico in funzione del luogo d’installazione e dei
           campi elettrici (aria come fonte di calore, posizione delle aperture d’aspi-
           razione ed espulsione)
       •   autorizzazione per l’allacciamento alla Azienda Elettrica locale
       •   impiego di pompe di calore collaudate ⇒ „label“ di qualità

3.2    Dati caratteristici principali attraverso la lettura di valori
       da tabelle
       Coefficiente di rendimento e / Coefficient of Performance COP
       Nella pratica solitamente si calcola mediante il coefficiente di rendimento,
       risultante dal rapporto dei valori istantanei della potenza di riscaldamento
       fornita sulla potenza assorbita dal compressore.
       Secondo la Norma europea EN 255, al posto del coefficiente di rendimento
       come da precedente definizione, viene definito il Coefficient of Performance,
       in breve COP. Di conseguenza bisogna considerare, oltre alla potenza del
       compressore, altri elementi come la potenza assorbita dal dispositivo di
       sbrinamento, le impostazioni/regolazione e i dispositivi di convoglio (grado
       d’efficienza della pompa = 0.2; ventilatore = 0.3). Questo vale comunque
       solo per gli elementi interni alla pompa di calore.

                                 potenza di
                              Nutzleistung
                              riscaldamento
                              Wärmenutzer
                 utilizzatore del calore
                                            3
                                              /3                                 =
                condensatore
                  Kondensator

                                                                       1
                                                                        /3       +
                                      compressore
                                       Verdichter

                Expansionsventil
              valvola
              d’espansione                                           kostenpf.
                                                                     potenza assorbita
                                                                     Leistungsaufwand
                           evaporatore
                        Verdampfer

                                            2
                                                /3                               +         Figura 6:
                       fonteWärmequelle
                            di calore                                                      Basi per il calcolo del COP

                                                Potenza di riscaldame nto
       Coefficiente di prestazione COP =
                                                   Potenza assorbita

                                                                                          Patronato
                                                                                                                            9
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                                   Il coefficiente di prestazione si riferisce a determinate condizioni di funziona-
                                   mento. Queste condizioni, come menzionato nei paragrafi precedenti, risulta-
                                   no decisive per il buon funzionamento della pompa di calore. Per questo
                                   motivo il coefficiente di prestazione deve essere sempre messo in relazione
                                   con le caratteristiche di funzionamento della pompa di calore.

                                                                            Temperatura di mandata    Temperatura di mandata
                                         Pompa di calore aria/acqua
                                                                            = 35 °C                   = 50 °C
                                           Pompa di calore salamoia/acqua
                                       Pompa di calore acqua/acqua

  Figura 7:
  Coefficiente di prestazione
  (COP) in funzione della tempe-
  ratura della fonte di calore

                                   Allo scopo di poter presentare in maniera univoca il coefficiente di prestazione
                                   di una pompa di calore e poter paragonare le prestazioni di diverse pompe di
                                   calore tra di loro, sono state definite delle normative. In funzione di queste
                                   normative, per esempio il „label“ di qualità delle pompe di calore fissato dal
                                   Gruppo Promozionale Svizzero per le pompe di calore - GSP, sono state
                                   definite le esigenze seguenti:

                 Patronato
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                         Esigenze         COP per il label di
                                          qualità:
                         • Aria/acqua     >=3.0 (A2/W35)
                                                                                            Figura 8:
                         • Salamoia/acqua >=4.0 (B0/W35)                                    I label assicurano la qualità
                         • Acqua/acqua    >=4.5 (W10/W35)                                   delle pompe di calore

      A2/W35      temperatura d’entrata dell’aria esterna 2°C / temperatura di mandata
                  di riscaldamento 35 °C
      B0/W35       temperatura d’entrata della salamoia 0°C / temperatura di mandata
                  di riscaldamento 35 °C
      W10/W35     temperatura d’entrata dell’acqua 10°C / temperatura di mandata di
                  riscaldamento 35 °C

       Per ottenere il label di qualità, i fabbricanti devono sottoporre ad una serie di
       esami le loro pompe di calore. Un elemento importante di questi esami è la
       misura della potenza presso il centro delle pompe di calore alla NTB di Buchs.
       Alla NTB di Buchs, presso il centro di prova (WPZ), vengono esaminate le
       pompe di calore salamoia/acqua, aria/acqua, e acqua/acqua, fino a 50 kW
       di potenza. In questo modo, viene testato il 95 % di tutti i tipi di pompa di
       calore convenzionali. I dati dei tests vengono pubblicati regolarmente. Qui di
       seguito un estratto dei rapporti d’esame:

                                                                                            Figura 9:
                                                                                            Estratto dal rapporto del centro
                                                                                            d’esame per le pompe di calore
                                                                                            di Buchs (per le tabelle vedi
                                                                                            allegati)

                                                                                            Prüfpunkte
                                                                                            condizioni di test
                                                                                            Heizleistung
                                                                                            potenza di riscaldamento
                                                                                            El. Leistung
                                                                                            potenza elettrica

       Tabella dei rapporti di prova delle pompe di calore e dati caratteristici
       • · Il COP deve essere valutato sempre attraverso i dati della fonte di calore
          e dell’utilizzatore.
       • · Il COP deve soddisfare al minimo le norme fissate dal label di qualità.
       • · Il COP, oltre che nelle documentazioni tecniche del produttore, può
          essere visionato anche nei rapporti d’esame del centro di tests per le
          pompe di calore di Buchs.
       • · Il COP fornisce delle informazioni sull’efficienza della pompa di calore;
          non sull’installazione completa.
                                                                                           Patronato
                                                                                                                               11
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                                      Coefficiente di lavoro annuo (CLA)
                                      Il coefficiente di lavoro annuo (CLA) fornisce delle indicazioni sull’efficienza
                                      del sistema. Il CLA é un valore medio annuale che definisce la relazione tra
                                      il calore per il riscaldamento fornito (in kWh) e l’energia assorbita necessaria
                                      (in kWh). Più il valore del CLA di una pompa di calore é grande, più il consumo
                                      di energia elettrica e quindi le spese di esercizio sono minori. Il CLA viene
                                      condizionato da numerosi fattori come il fluido termovettore, l’andamento
                                      della temperatura della fonte di calore, il livello di temperatura del sistema di
                                      riscaldamento, la qualità degli scambiatori di calore, il numero di accensioni
                                      della pompa di calore, ecc.
                                      Il CLA prende in considerazione il consumo di energia elettrica della pompa
                                      di circolazione della fonte di calore, risp. del ventilatore, della pompa di
                                      circolazione del circuito del condensatore, del sistema di comando e
                                      regolazione e del dispositivo di sbrinamento. Le perdite di carico del sistema
                                      di distribuzione non sono considerate.
                                      Diverse altre grandezze influenzano il coefficiente di lavoro annuo; questo
                                      suscita sempre discussioni sulla definizione del CLA:

                                      Valore d’influenza «tolleranza del prodotto»
                                      Si raccomanda assolutamente di utilizzare dei prodotti di serie con indicazioni
                                      di efficienza riconosciute.

                                      Valore d’influenza «perdita di carico dell’evaporatore e del
                                      condensatore»
                                      Spesso delle pompe di calore della stessa potenza evidenziano delle perdite
                                      di carico molto differenti sugli scambiatori di calore (consumo di energia
                                      elettrica delle pompe di circolazione esterne)

                                      Valore d’influenza «tipo di gestione durante l’esercizio»
                                      Gli accumulatori tecnici possono essere regolati per una temperatura costante
                                      o in funzione dell’andamento delle condizioni atmosferiche.
                                      •   CLA: vengono rapportate globalmente tutte le quantità annuali di energia
                                          inserite e prodotte dall’impianto.
                                      •   Il CLA è sempre inferiore al COP alle condizioni standardizzate (CLA ≅
                                          COP - 0.5).
                                      •   Il CLA è calcolabile a determinate condizioni; dipende fortemente dalla
                                          gestione dell’impianto completo.
                                      •   Il CLA fornisce delle informazioni sull’efficienza globale dell’installazione
                                          di riscaldamento con pompa di calore.

                               Tipo                      Coefficiente          Coefficiente      Grado d’utilizzazione
 Tabella 2:                                              di prestazione COP    di lavoro annuo   annuo dell’impianto
 Confronto dei valori tipici                                                   CLA               di produzione del
                                                                                                 calore

                               Acqua/acqua
                               (monovalente)                5.0....6.0            4.0....5.0           3.8.....4.8

                               Salamoia/acqua
                               (monovalente)                4.0....5.0            3.0.....4.0          2.8.....3.8

                               Aria/acqua
                               (monovalente)                3.0....3.5            2.5.....3.0          2.3.....2.8

                 Patronato
12
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Energia ambientale concetti base delle pompe di calore                www.pentaproject.ch

         Figura 10: Confronto dei valori di riferimento

                                                          Patronato
                                                                                    13
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                             3.3   Consultazione dei programmi di promozione, delle Leggi,
                                   delle Norme, delle pubblicazioni e dei criteri di qualità

                                   Indice delle Norme e delle Direttive
                                   Consultare il sito Internet: http://www.pac.ch

                                   Indice dei regolamenti
                                   Consultare i regolamenti cantonali e comunali: regolamenti sulla protezione
                                   contro i rumori; regolamenti sulla protezione delle acque

                                   Indice dei criteri di qualità
                                   http://www.pac.ch; http://www.wpz.ch

                                   Indice dei programmi di promozione
                                   http://www.e-kantone.ch; http://www.pac.ch

                                   Indice delle informazioni attuali
                                   http://www.wpz.ch/
                                   Articoli specializzati sulle basi tecniche delle pompe di calore:
                                   info@satagthermotechnik.ch

                 Patronato
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4.     Documenti di lavoro

4.1    Casa tipo

4.1.1 Dati di base
       Dati caratteristici degli stabili
       Abitazione monofamigliare secondo SIA 380/1 a Lugano
       Fabbisogno di                 kW (SIA 384/2)                            6.35
       potenza calorica
       Temperature di                °C                                       -3/20
       dimensionamento esterna/interna
       Fabbisogno d’energia per      kWh/a (SIA 380/1)                        7620
       il riscaldamento annuale
       Numero di giorni di           d/a                                       182
       riscaldamento all’anno
       Gradi giorno annuali          Kd/a                                     2644

       Superficie di riferimento      m2                                       219
       energetico (SRE)
       Superficie totale dei piani    m2                                       193

       Volume netto                   m3                                       515

       Fabbisogno di acqua calda      l/d a 60 °C                              200
                                      kWh/d (energia/giorno)                   11.5

       Condizioni generali
       Fonte di calore                qualità / quantità                   fattibile
       Aria esterna                                                               si
       Sonde geotermiche              geologia + autorità OK                      si
       Serpentine nel terreno         insufficienza di superficie di terreno no
       Acque sotterranee              assenza d’autorizzazione                   no
       Acque di superficie            inesistenti                                no

       Utilizzo del calore prodotto
       Utilizzo del calore            qualità / quantità                  possibile
       Riscaldamento a pavimento      volontà dell’architetto                     si
       Corpi riscaldanti              volontà del committente                     si
       Produzione dell’acqua calda    60 °C                                in parte
                                      (richiesta del committente
                                      a causa della legionella?!)

                                                                                       Patronato
                                                                                                                 15
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                                 Dati sulle pompe di calore
                                 (qui di seguito sono esposti i dati necessari per una pompa di calore aria/acqua. Dati
                                 analoghi valgono per le pompe di calore salamoia/acqua + acqua/acqua. Intervallo
                                 di potenza tra 5-15 kW.)

                                 Tabella delle potenze pompe di calore aria-acqua

 Tabella 3:                                                                                          THV = 35 °C
 Tabella delle potenze delle
 pompe di calore aria-acqua                                                                          THV = 45 °C

 Lufttemperatur:                                                                                     THV = 55 °C
 temperatura dell’aria esterna

 Leistung:
 potenza di riscaldamento

                                                                                                     THV = 55 °C
                                                                                                     THV = 45 °C
                                                                                                     THV = 35 °C

                 Patronato
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                                     Dati tecnici

*1 Betriebspunkt nach EN 255:A2 = Lufteintrittstemperatur = 2°C/
   W35=Heizwasseraustrittstemperatur 35 °C
*2 Bei dem in dieser Tabelle genannten Betriebspunkt
*3 Mindestdurchsatz unbedingt einhalten
*4 Mit Anlaufstrombegrenzer

                                                                   Patronato
                                                                                             17
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                             4.1.2 Dimensionamento della pompa di calore

                                  Variante pompa di calore aria-acqua

                                  Scelta dell’utilizzatore di calore
                                  La volontà del committente dovrebbe essere rispettata nel limite del possibile.
                                  Considerato il fatto che il riscaldamento a pavimento permette delle basse
                                  temperature di funzionamento grazie alla grande superficie di riscaldamento,
                                  vengono considerate delle temperature di funzionamento di A/R = 35/30 °C.

                                  Scelta della pompa di calore - applicazione dell’aiuto alla
                                  progettazione STASCH (vedi allegati)

                 Patronato
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5.     Allegati

       • Protocolli d’esame WPZ Töss e Buchs, pompe di calore aria/acqua
       • Diagramma della curva di riscaldamento
       •   Schemi standard 1-7
       • Rapporto «Schémas standard pour petites installations de pompes à
           chaleur» (Schemi standard per piccole installazioni di pompe di calore) -
           UFE

                                                                                       Patronato
                                                                                                                 19
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