Sistema Ibrido Ferroli

Sistema Ibrido Ferroli
Modulo per riscaldamento/raffrescamento e ACS con caldaia a condensazione e pompa di calore
SOMMARIO
1
POLITICHE ENERGETICHE EUROPEE
A
MEDIO-LUNGO
TERMINE
PAG. 4
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LA SITUAZIONE ITALIANA E IL RUOLO DELLE
POMPE
DI
CALORE
PAG. 12
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IL
FUNZIONAMENTO DELLE POMPE DI CALORE
PAG. 27
4
IL
SISTEMA
IBRIDO
FERROLI
PAG. 44
SCHEDE
TECNICHE
PAG. 50
SISTEMA IBRIDO FERROLI
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1
POLITICHE
ENERGETICHE
EUROPEE
A MEDIO-LUNGO
TERMINE
4
SISTEMA IBRIDO FERROLI
DI CHE COSA ABBIAMO PAURA?
MANO A MANO CHE IL PETROLIO SCARSEGGERÀ
FAREMO RICORSO AL GAS..
MA QUANTO NE SERVIRÀ, E A CHI ANDRÀ?
E SOPRATTUTTO: DI CHI SONO LE RISERVE DI GAS?
Da lungo tempo l’Unione Europea è “sorvegliata speciale” dalla Commissione Europea per quanto riguarda la sua
dipendenza energetica dall’importazione di combustibili fossili quali petrolio e gas da Paesi extra-UE.
In generale la situazione specifica di dipendenza dall’import energetico per i singoli Paesi Membri dell’UE varia
in funzione della disponibilità nazionale di energia nucleare (es. in Germania, Francia, Svezia tra gli altri), oppure
per la disponibilità di importanti riserve di carbone per la produzione di elettricità (Germania), oppure per il forte
sviluppo della produzione elettrica da fonti rinnovabili quali: fotovoltaico ed eolico (Germania, Spagna, Italia), o
ancora per la disponibilità di una quota relativa significativa di energia rinnovabile da bacini idroelettrici (Italia).
A livello comunitario in ogni caso resta alto il timore che lo sviluppo accelerato di altre aree industriali in Paesi
emergenti (Cina, Sudafrica, Brasile) e/o le convulsioni geopolitiche in alcune aree chiave (es. Medio Oriente)
possano sottrarre risorse energetiche ai Paesi della “vecchia Europa”, o comunque innescare aumenti di
prezzo significativi nel medio-lungo termine.
Non molti cittadini europei sono consci della misura di questo rischio geopolitico, che si può sintetizzare in un
unico dato preoccupante: la stessa area di Paesi che nel 2012 deteneva il 48% delle riserve conosciute di petrolio
mondiali, nello stesso anno deteneva il 43% delle riserve aggregate stimate di gas naturale (fonte: BP Statistical
Review of World Energy 2013).
Questa area geografica è il Medio Oriente.
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Più in dettaglio, tra i singoli Paesi che possiedono le più grandi riserve di gas, l’Iran è al pari della Russia,
seguito a una certa distanza dal Qatar.
Tutti gli altri Paesi produttori -o potenziali futuri produttori- di gas (in particolare i 4 più grandi che
rimangono sullo scacchiere mondiale, tra cui gli USA con i recenti giacimenti di “shale gas”) seguono a
distanza incolmabile questi 3 “big”.
Quindi 2 su 3 dei Paesi chiave per il futuro della fonte “gas naturale” si trovano in Medio
Oriente. Ciò significa che 2 tra i 3 “big” che già oggi detengono le più grandi riserve di petrolio, hanno
nelle proprie mani anche il futuro della fonte sostitutiva, cioè il gas naturale, a mano a mano che il
primo si esaurirà. Questo vuol dire anche che tali Paesi saranno in grado di governare e bilanciare il
prezzo del gas estratto in futuro, tradizionalmente “agganciato” al prezzo del petrolio, il cui prezzo andrà
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SISTEMA IBRIDO FERROLI
significativamente aumentando in ragione della sempre più scarsa disponibilità e/o dell’aumento dei
consumi da parte dei Paesi in via di sviluppo.
Pertanto non è del tutto infondato il timore che il futuro dell’Europa “a gas” non si prospetti molto
più luminoso, dal punto di vista dei prezzi ovvero della bolletta e della dipendenza energetica, del
più recente passato “a petrolio”.
Questo è il motivo chiave per cui l’Unione Europea ha iniziato da diversi anni, seppur apparentemente in
sordina, un lungo percorso verso l’efficienza energetica (prima) e l’uso di fonti rinnovabili “domestiche”
(poi), per cercare di comprimere al massimo la dipendenza estera e la “bolletta energetica” degli Europei.
RIDURRE I CONSUMI OGGI PER ESSERE MENO
DIPENDENTI DOMANI…. UN ESERCIZIO CHE VA
PIANIFICATO E CHE RICHIEDE UN ALLENAMENTO
COSTANTE, IN TUTTE LE APPLICAZIONI, PER UN
LUNGO PERIODO DI TEMPO.
COSÌ L’UNIONE EUROPEA HA PIANIFICATO UNA
SERIE DI LEGGI (DIRETTIVE E REGOLAMENTI), PER
SPINGERE TUTTI I PAESI EU AD ALLINEARSI A
MODELLI ENERGETICI PIÙ EFFICIENTI.
Nel 2009 la Commissione Europea, facendo seguito a un massiccio programma di regolamentazione
che aveva già introdotto in tutta Europa nuovi limiti minimi e l’obbligo di etichettatura energetica degli
elettrodomestici, ha pubblicato la Direttiva 2009/125/EU sull’Ecodesign di tutti i principali prodotti che
utilizzano energia. Tale Direttiva abbraccia una serie di prodotti e applicazioni “energivore”, la maggior
parte delle quali si trova nelle nostre case, ma anche nel terziario e nell’industria per prevederne un
graduale efficientamento.
2009
125
EU
Successivamente alla Direttiva del 2009, nello specifico per i sistemi di riscaldamento, a fine 2013 sono
stati pubblicati 4 “Regolamenti delegati” (Regolamenti ERP “Energy Related Products” nr. 811-812813-814), già in vigore dallo scorso 26 Settembre 2013 in tutti i 28 Paesi EU.
811
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814
2013
Questi Regolamenti Europei prescrivono alcune misure quali l’etichettatura energetica obbligatoria e limiti
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minimi di efficienza per i prodotti introdotti sul mercato europeo a partire dal 26 Settembre 2015, cioè 2
anni dopo l’entrata in vigore dei Regolamenti stessi, per dare modo all’industria e al mercato di adeguarsi
progressivamente.
Nel frattempo, mentre si completava il quadro politico sui sistemi per il riscaldamento domestico con i
Regolamenti già citati, la Commissione Europea promulgava anche la Direttiva sulle
FER-Fonti di Energia Rinnovabili (2009/28/CE) recepita in Italia dal “Decreto Romani”
(DM 28/2011), ovvero una Direttiva “sistemica” che mira ad innalzare il livello di efficienza e uso di
rinnovabili non solo per i nuovi prodotti offerti sul mercato, ma anche per tutto il parco di sistemi e
impianti già installato, incluso il lato della generazione elettrica, quindi delle centrali di produzione,
completando così la “visione” regolatoria lungo tutta la filiera dell’energia: dalla produzione efficiente agli
apparecchi efficienti presso gli usi finali, includendo lo sfruttamento delle fonti rinnovabili.
2009
28
CE
28
2011
La Direttiva FER prevede un aumento graduale dell’energia rinnovabile nel mix europeo, fino ad arrivare
a una copertura del 20% dei fabbisogni (17% per l’Italia), ridotti però a loro volta del 20% da misure di
efficienza energetica (17% per l’Italia), entro il 2020.
Se per 100 edifici gli impianti consumano tutti insieme ad es. 100, dovranno prima essere ridotti i
consumi al valore di 83, e poi il 17% di questo valore (83 x 17%) cioè 14,11 dovrà essere coperto da
energia rinnovabile.
Quindi il consumo totale finale da fonti fossili (petrolio, gas, carbone) dei 100 edifici passerà dal
valore iniziale pari a 100 al valore finale di 68,89 (= 100 -17 -14,11).
La vera sfida è che per quanto richiede la Direttiva FER questo “taglio delle fossili” che combina
efficienza più rinnovabili per una riduzione complessiva di circa il 31% dovrebbe essere fatto per
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SISTEMA IBRIDO FERROLI
tutti gli edifici, vecchi e nuovi, quelli in costruzione e quelli già costruiti.
Infatti la vera, sostanziale differenza tra questa Direttiva e le precedenti (che non tutti hanno percepito
fino in fondo) e che qui si parla di un taglio dei consumi energetici del sistema Paese (edifici
residenziali, del terziario e industriali), e non di un semplice taglio dei consumi dei nuovi prodotti
sviluppati e offerti dai produttori a partire da una certa data.
Dato che la vita media utile di un impianto di riscaldamento nel suo complesso (caldaia, distribuzione,
eventuali serbatoi, pompe etc…) è intorno ai 20 anni, con un tasso di ricambio naturale degli impianti
del 5% annuo o inferiore, per raggiungere al 2020 il 17% del parco installato al 100% rinnovabile si
dovrebbero installare impianti funzionanti al 100% solo a energia rinnovabile almeno nel 20% dei
rifacimenti di impianto ogni anno (1 ogni 5) di qui fino al 2020.
Peraltro, mentre oggi siamo ben lontani dal raggiungere questo risultato, il Parlamento Europeo ha
appena votato una Risoluzione in favore di obiettivi comuni ancora più ambiziosi al 2030, il tutto sempre
nell’ottica di renderci sempre meno dipendenti dal potenziale ricatto energetico dei “nuovi signori del
gas”, cioè i 2 Paesi Mediorientali già citati (Iran e Qatar) e la Russia, destinati a diventare altrimenti
pressoché unici protagonisti dello scenario di approvvigionamento energetico futuro.
Per velocizzare il raggiungimento del risultato, il legislatore con il Decreto 28/2011 ha scelto di fissare
obiettivi molto ambiziosi solo sui nuovi edifici, dove la percentuale di energia rinnovabile dovrà coprire
quote sempre crescenti. Anche le grandi ristrutturazioni (in edifici superiori a 1000 m2 di sup. utile) sono
state assoggettate al medesimo obbligo, mentre ad oggi sono stati sfumati gli obblighi per i rifacimenti e
le ristrutturazioni degli edifici esistenti sotto i 1000 m2.
Per le piccole ristrutturazioni sotto i 1000 m2 continua comunque ad applicarsi l’obbligo
progettuale di garantire il rendimento globale medio stagionale minimo dell’impianto prescritto
dal DlgS 311/06 e poi dal DPR 59/2011, che a loro volta recepiscono la Direttiva Europea EPBD
(2010/31/EU) sulla Prestazione Energetica degli Edifici.
In questo caso un buon sistema solare termico può fornire un aiuto prezioso, laddove il solare
rappresenta il sistema impiantistico con l’efficienza stagionale maggiore in assoluto, soprattutto nella
copertura dei fabbisogni per la produzione di acqua calda sanitaria, che nei nuovi edifici in classe A o
anche in classe B possono pesare drammaticamente, anche fino al 30-40% dell’energia totale richiesta al
sistema.
311
2006
2010
31
EU
Mentre il Parlamento e la Direzione Energia della Commissione Europea si occupavano della riduzione
progressiva della nostra dipendenza energetica dal Medio Oriente, un'altra Direzione della Commissione
Europea progrediva nella regolamentazione di impatto ambientale, al fine di tutelare al meglio la salute
dei cittadini europei.
2008
50
EC
Con la Direttiva Europea 2008/50/EC, recepita in Italia dal Decreto Legge nr. 155/2010, venivano stabiliti
limiti stringenti sulle emissioni di particolato fine e ultrafine, in particolare PM 10 e PM 2.5,
fornendo un quadro regolatorio più stringente per la tutela della salute nelle areee industrializzate e
urbane.
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155
2010
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In particolare nella Pianura Padana, le autorità delle maggiori città più inquinate (Torino, Milano, Brescia
per fare solo alcuni esempi) sono così vincolate ad attuare strategie di pianificazione di interventi di
risanamento ed ammodernamento delle “sorgenti inquinanti”, tra le quali il vetusto parco di sistemi di
riscaldamento gioca un ruolo importante.
Essendo stata dimostrata la correlazione tra le emissioni di biossidi di azoto (NOx) e il particolato
primario PM10, è naturale aspettarsi una rapida evoluzione dei sistemi di combustione verso tecnologie
a impatto più ridotto (bruciatori premiscelati a bassi NOx, che tipicamente equipaggiano le caldaie
a condensazione), così come si è assistito negli ultimi anni al rinnovo “semi-forzoso” del parco
automobilistico verso veicoli dotati di sistemi di abbattimento delle emissioni (catalizzatori) sempre più
performanti.
Tutto questo ci fornisce una prospettiva più chiara sui motivi per cui dal recente passato e dalla
legislazione europea siano nate evoluzioni inattese che hanno portato all’esplosione della domanda di
alcune categorie di prodotti e/o tecnologie, più efficienti e meno inquinanti, tra cui come vedremo si
collocano a pieno diritto anche i prodotti “ibridi”.
NON È DETTO CHE IL “PRIMATO EUROPEO”
NELLA REGOLAMENTAZIONE COSÌ STRINGENTE
DELL’EFFICIENZA ENERGETICA SIA UN BENE
SOLO PER I CONSUMATORI. ANCHE LE INDUSTRIE
EUROPEE POTREBBERO AVVANTAGGIARSENE
NEL MEDIO-LUNGO TERMINE, SVILUPPANDO
ED ESPORTANDO SISTEMI SEMPRE PIÙ
TECNOLOGICI, DIFFERENZIANDO IL MERCATO
INTERNO EU DAI PRODOTTI DI IMPORTAZIONE.
Per quanto riguarda la prospettiva industriale di questo percorso di efficientamento, la buona notizia è
che paradossalmente il problema della scarsità di petrolio (e forse di gas) non è in realtà un problema solo
Europeo, ma riguarda tutti i Paesi oggi fortemente dipendenti da queste due fonti.
Ciò significa che (con la pur significativa eccezione della Russia), molti altri Paesi scopriranno presto di
dover efficientare il proprio parco di impianti, autoveicoli, industrie.
Questo rappresenta un grande potenziale per l’export di tecnologie e apparecchi efficienti dal cuore della
“vecchia” ma pur sempre virtuosa Europa, verso altri mercati e aree geografiche.
Non è un caso se ad esempio dopo la Cina anche il governo Indiano, cioè il Governo di uno dei Paesi a più
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SISTEMA IBRIDO FERROLI
alto tasso di sviluppo degli ultimi anni, stia già pensando a intensificare i propri programmi di adozione
delle Fonti Rinnovabili, con significativi investimenti, per prevenire (anziché curare) i mali di uno sviluppo
troppo sbilanciato su fonti energetiche in progressivo esaurimento.
Quartier Generale Ferroli - San Bonifacio (VR)
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2
LA SITUAZIONE
ITALIANA E IL
RUOLO DELLE
POMPE DI CALORE
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SISTEMA IBRIDO FERROLI
LE REGOLAMENTAZIONI CUI SI È ACCENNATO
-PIÙ O MENO NOTE- DISPIEGHERANNO PIÙ
MASSIVAMENTE I LORO EFFETTI NEL MEDIO
TERMINE, ACCELERANDO LA DIFFUSIONE
DELLE POMPE DI CALORE E DI ALTRI SISTEMI A
ENERGIA RINNOVABILE IN TUTTA EUROPA.
IN ITALIA PERÒ LE POMPE DI CALORE HANNO
GIÀ VISSUTO UNA “PRIMA GIOVINEZZA” GRAZIE
ALLA MODA RECENTE DELL’ABBINAMENTO CON
IL FOTOVOLTAICO. QUALI SONO LE PREVISIONI A
BREVE PER IL MERCATO DOMESTICO?
Indubbiamente si deve ricordare come negli ultimi due-tre anni la diffusione massiccia del fotovoltaico
in Italia (e non solo) abbia favorito la nascita di una corrente di pensiero sempre più favorevole al
“riscaldamento elettrico” per mezzo delle pompe di calore.
È importante in tal senso riassumere brevemente la situazione relativa al fotovoltaico, ovvero alle
motivazioni alla base della scelta di questo sistema nel caso di costruzioni esistenti o di nuove costruzioni.
La diffusione massiccia del fotovoltaico nelle costruzioni già esistenti in Italia ha una data di nascita
certa: il 19 Settembre 2005. Da quella data si è aperta la “caccia all’incentivo” da parte dei privati, che
nasceva per la prima volta come “Conto Energia” in virtù del Decreto 28 Luglio 2005.
28
luglio
2005
Successivamente, la discesa del valore dell’incentivo per l’energia prodotta sino al progressivo
annullamento di tale incentivo per le domande presentate successivamente al termine del “Quinto Conto
Energia” il 6 Luglio 2013 (lasciando all’utente solo la facoltà dell’autoconsumo), è stata ampiamente
controbilanciata dal crollo esponenziale dei prezzi dei componenti, di prevalente importazione
extraeuropea.
Oggi, l’incentivo dell’autoconsumo non è più l’opzione preferita dal mercato, ma in molti casi si opta per
la detrazione IRPEF per l’efficienza energetica (per il 2014 al 65%, ripagati in 10 anni), oppure nei casi più
fortunati si mira a raggiungere la cosiddetta “grid parity” grazie a una esposizione e a una insolazione
molto favorevole in alcune zone d’Italia.
SISTEMA IBRIDO FERROLI
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Anche se il sistema di incentivazione italiano è stato tutt’altro che esente da critiche, un effetto che
certamente si è osservato da parte degli addetti ai lavori nel mondo dell’edilizia e dell’impiantistica è stato
quello di aver spinto gli utilizzatori a ripensare i propri paradigmi di consumo.
Molti utenti, nel pianificare in prima persona la propria nuova abitazione singola (villa o villetta)
o la riqualificazione dell’abitazione esistente, hanno iniziato a immaginare un edificio privo di gas,
sia per il riscaldamento che per la cottura, optando per sistemi elettrici quali le pompe di calore, in
combinazione con l’impianto fotovoltaico già previsto.
Nelle nuove costruzioni plurifamiliari invece, laddove vi è più standardizzazione ovvero molta meno
interazione tra il cliente finale e il costruttore, che resta il decisore ovvero l’investitore principale, altre
forze -diverse e in larga parte indipendenti dagli incentivi- hanno determinato l’evoluzione delle tipologie
impiantistiche nelle costruzioni nel corso degli ultimi anni.
Lo sviluppo della tecnologia impiantistica nelle costruzioni plurifamiliari è stato in larga parte
dovuto ai nuovi vincoli regolamentari introdotti dalla legislazione.
Le nuove prescrizioni di progettazione degli edifici, in attuazione dell’ennesima Direttiva Europea (in
questo caso la 2002/91/CE sulle prestazioni minime degli edifici) sono state tradotte dal legislatore
italiano in primis nel DlgS 192/05 e successivamente -in modo più organico- nel DlgS 311/06.
Il DlgS 311/06 in particolare prevedeva l’obbligo di adozione di una certa “quota” di fonti
rinnovabili nei nuovi edifici (e nelle ristrutturazioni), calibrata generalmente al 50% della quota
di energia primaria equivalente necessaria per produrre l’acqua calda sanitaria (salvo un ribasso
della quota al 20% per gli edifici storici).
Si prevedeva inoltre l’adozione di una quota di rinnovabili elettriche (fotovoltaico) negli stessi
edifici, anche se detta quota risultava troppo bassa per poter pensare ad utilizzare l’impianto fotovoltaico
così dimensionato per compensare i consumi di una pompa di calore al servizio del relativo immobile.
2002
91
CE
311
06
Questo spiega perché -fino al 2011- l’adozione delle pompe di calore restava prevalentemente una
scelta del singolo privato nelle abitazioni esistenti, in virtù del già menzionato incentivo “Conto Energia
Fotovoltaico”, o una fuga in avanti virtuosa sempre da parte del singolo privato nella realizzazione
personalizzata di abitazioni monofamiliari (ville).
Nel Marzo 2011 però con la pubblicazione del DM 28/2011 (“Decreto Romani”, che recepiva
la Direttiva 2009/28/EU sulle FER) venivano pesantemente modificati i criteri di calcolo delle
“quote” di energia rinnovabile in tutti i nuovi edifici, stabilendo nuovi target assai più ambiziosi
del precedente DlgS 311/06.
Con la successiva entrata in vigore (a Luglio 2012) il Decreto Romani stabiliva infatti che per
tutte le nuove costruzioni (o grandi ristrutturazioni > 1000 m2 utili) una quota crescente di tutti
i consumi dell’edificio in riscaldamento, raffrescamento e produzione di acqua calda sanitaria,
dovesse essere coperta da energia primaria equivalente da fonte rinnovabile: il 20% per
cominciare, per poi passare al 35% e al 50%.
28
2011
2009
28
EU
Questo ulteriore “balzo” regolamentare è stato vissuto dal mercato come il chiaro segnale della
necessità di migrazione verso tecnologie rinnovabili sempre più prestazionali, quali ad es. le
pompe di calore.
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SISTEMA IBRIDO FERROLI
Infatti se non già il 20%, certamente il valore del 35% dell’energia primaria equivalente per
coprire i 3 fabbisogni succitati, indica chiaramente la necessità di prevedere almeno un sistema
a pompa di calore (tipicamente per riscaldamento e raffrescamento), peraltro con un forte
contributo del fotovoltaico come energia rinnovabile “on-site” per ridurre la quota da fonte
fossile (energia elettrica da rete per alimentare il compressore della PdC).
COME MAI MOLTI COSTRUTTORI FINO A
QUALCHE ANNO FA INDICAVANO UNA “QUOTA
DI ENERGIA RINNOVABILE” DELLE POMPE DI
CALORE DEL 75% O ADDIRITTURA DEL 80%,
MENTRE OGGI DALLE INDICAZIONI DEL
CTI-COMITATO TERMOTECNICO ITALIANO E DAI
PROGETTI SUL CAMPO EMERGE CHE LA QUOTA
DI ENERGIA RINNOVABILE DELLE POMPE DI
CALORE È SIGNIFICATIVAMENTE PIÙ RIDOTTA?
In una fase iniziale di diffusione sul mercato delle pompe di calore, prevalentemente per decisione
e richiesta del singolo cliente finale al progettista, sulla base dell’accoppiamento con il fotovoltaico,
le pompe di calore non dovevano soddisfare requisiti regolamentari particolari (se non per accedere
eventualmente agli incentivi).
In questa fase alcuni dei costruttori pubblicizzavano la tecnologia delle pompe di calore sulla base della
quota di ENERGIA FINALE (= UTILE) COPERTA da FONTE RINNOVABILE (es. aria esterna).
Per una pompa di calore aria-acqua per SOLO
RISCALDAMENTO (senza ACS) con COP
nominale istantaneo pari o superiore a 4,3 (in
condizioni A7-W35) si calcola quasi l'80% di
"quota di energia rinnovabile" rispetto all'energia
utile in uscita dalla macchina in condizioni
nominali (COP di catalogo). Infatti COP 4,3
significa che 1kWh elettrico fornisce 4,3 kWh
termici in uscita (3,3 vengono quindi ricavati
dall'aria). La quota di energia rinnovabile sul
totale di energia utile è quindi data da: 3,3 / 4,3
= 77%. L'energia utile reale fornita annualmente
all'impianto in realtà dipende poi dal COP
stagionale (SCOP).
SISTEMA IBRIDO FERROLI
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Successivamente però sono intervenute due importanti novità sul piano normativo, che hanno
costretto a superare questo approccio di valutazione delle “performance rinnovabili” delle pompe di
calore.
Il 1° Marzo 2013 la Commissione Europea pubblicava la Decisione nr. 114/2013/EU, con la quale
vengono definite le linee guida dei criteri di calcolo della “quota di rinnovabilità” delle pompe di calore.
114
2013
EU
La Decisione della Commissione al punto 3.9 richiama in modo inequivocabile un principio peraltro già
enunciato nella stessa Direttiva FER (rif. Allegato VII della Direttiva), ovvero che l’aria esterna è da
considerarsi fonte rinnovabile solo quando la PdC lavora in riscaldamento, ma non già quando
questa lavora in Estate in raffrescamento, in quanto in quest’ultima modalità “butta fuori” calore
lavorando non già in sinergia, ma proprio “contro” la fonte rinnovabile per eccellenza (il sole) che riscalda
a sua volta l’aria esterna.
Questo passaggio implica direttamente che il fabbisogno estivo in raffrescamento diventa una
penalizzazione per il calcolo della quota di rinnovabilità della pompa di calore, in quanto non è possibile
soddisfarlo direttamente con una tecnologia rinnovabile (la PdC appunto), se non con l’artificio del ricorso
alla combinazione PdC + Fotovoltaico per fornire (virtualmente attraverso la rete elettrica, si intende)
l’energia in ingresso alla PdC stessa.
Quindi di conseguenza una pompa di calore da sola (senza fotovoltaico) in un edificio con un fabbisogno
di raffrescamento anche minimo ben difficilmente potrà mai raggiungere valori di “quota rinnovabile”
quali quelli pubblicizzati solo pochi anni fa, secondo le attuali definizioni europee.
La seconda novità normativa è costituita dalla Legge 3 Agosto 2013 nr. 90, e in particolare dall’Art. 4,
comma 1 lett. a), la quale Legge si applica però solo in Italia.
90
2013
L’Articolo 4 della Legge 90 sostituisce completamente il comma 1) dell’Art. 4 del DlgS 192/05,
introducendovi tra gli altri i nuovi punti: a.2), a.3), a.4).
Qui si stabilisce, ovvero si ribadisce, che il calcolo del fabbisogno energetico dell’edificio (per
riscaldamento, acs e raffrescamento) ovvero il calcolo della quota di energia rinnovabile deve
essere effettuato sulla base della (conversione in) energia PRIMARIA, anziché di energia utile
finale. La conseguenza è che scende drasticamente la “quota di energia rinnovabile” tipica per una
pompa di calore, anche funzionante solo in riscaldamento, a causa del computo implicito delle perdite
della rete elettrica nazionale (intorno al 40% dell’energia trasmessa).
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SISTEMA IBRIDO FERROLI
I metodi di calcolo puntuali introdotti dai Comitati Normatori e dal Legislatore impongono di considerare lo SCOP medio
annuo invece del COP di catalogo, e di calcolare anche il rendimento della Pompa di Calore in produzione di acqua calda
sanitaria (molto più basso). Infine i consumi di energia elettrica della pompa di calore non sono calcolati come i consumi netti
all'interno dell'abitazione (consumi finali), ma come i consumi di ENERGIA PRIMARIA EQUIVALENTE ovvero di combustibili
fossili "a monte" nelle centrali elettriche necessari per produrre e trasferire sulla rete elettica la stessa energia (incl. le perdite di
trasmissione della rete, non tascurabili).
Per una pompa di calore aria-acqua con SCOP annuale = 3,0 (inclusa ACS) si calcola quindi circa il 50% di "quota di energia
rinnovabile" rispetto all'energia PRIMARIA EQUIVALENTE ovvero all'energia elettrica consumata, riportata ai relativi consumi di
energia fossile "a monte".
Infatti uno SCOP medio annuo = 3 (includendo la produzione di ACS) significa che 1kWh elettrico fornisce 3 kWh termici
in uscita (2 kWh vengono quindi ricavati dall'aria), ma 1 kWh elettrico equivale a bruciare 2,174 kWh di energia fossile nelle
centrali (fatt. di conversione nazionale dell'energia primaria), quindi la quota di energia rinnovabile sul totale di energia primaria
equivalente è data da: 2 / (2+1x2,174) = 48%
La seconda conseguenza di questi nuovi tre punti introdotti dalla Legge 90 nel DlgS 192/05 è che la
“compensazione” tra la produzione di energia di un sistema di produzione elettrico rinnovabile in-situ (es.
fotovoltaico) e il consumo energetico della pompa di calore può essere fatta solo su base mensile e non
più (come di prassi nei progetti) su base annuale.
Questo significa che l’impianto fotovoltaico per “compensare” in tutto o in quota parte l’energia elettrica
richiesta dalla pompa di calore, dovrà essere dimensionato sulla base del fabbisogno termico invernale
dell’edificio (Dicembre-Febbraio), per soddisfare il consumo massimo (e non medio annuo), nel mese
peggiore.
In pratica, avendo un edificio in questi mesi tipicamente un fabbisogno termico molto più alto di quello
medio annuale, cioè dovendo funzionare la PdC in riscaldamento in questi mesi per un numero di ore
superiore rispetto alle ore medie equivalenti di un anno “spalmate” sui 12 mesi, ciò corrisponde alla
necessità di avere una produzione fotovoltaica di molto maggiore della media annua che prima veniva
utilizzata convenzionalmente.
In altre parole, per avere lo stesso risultato di prima ai fini del calcolo della “quota rinnovabile” da
progetto, si dovrà adesso sovradimensionare di molto gli impianti fotovoltaici rispetto alla prassi in uso
fino a Luglio 2013.
Viceversa, mantenendo gli stessi dimensionamenti precedenti la produzione fotovoltaica invernale sarà
troppo limitata, e l’eccesso estivo non sarà riutilizzabile/traslabile dal progettista per il saldo produzione
FV-consumo PdC in Inverno, per cui andrà semplicemente perso e si troverà una quota molto ridotta di
energia rinnovabile compensata in questo modo sulla PdC.
SISTEMA IBRIDO FERROLI
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In figura le barre BLU indicano la richiesta di energia mensile dalla PdC (solo RISCALDAMENTO), quelle GIALLE la produzione
da Fotovoltaico, le barre VERDI la max compensazione in sincrono MENSILE consentita. Quindi grossomodo per avere lo stesso
effetto di prima, ad es. con l'energia per la PdC che arriva tutta (virtualmente) dal sistema Fotovoltaico, quest'ultimo dovrà
essere calcolato non più sulla compensazione annua ma su quella mensile, quindi per soddisfare l’energia che serve alla PdC in
DICEMBRE (mese più critico per la compensazione).
Se con le norme precedenti sarebbe stato sufficiente alla compensazione annuale un impianto FV con indice di produzione
media mesile = 183, ora servirà un impianto che compensi il fabbisogno di Dicembre = 700, che equivale però ad avere una
produzione fotovoltaica sempre superiore in tutti i mesi dell'anno (barre chiare), e in particolare una produzione estiva 8 volte
superiore a quella di Dicembre (cioè = 5.600).
Questo impianto avrebbe un indice di produzione media mensile di 2.625 (anzichè 183), cioè è un impianto di
potenza 14 volte superiore al precedente ! Naturalmente anche la superficie risultante a tetto per questo impianto
sarebbe 14 volte maggiore.
Riassumendo tutte le considerazioni valide sia in Europa che in Italia, allo stato attuale una PdC
reversibile aria-acqua ha il vantaggio di poter compensare in parte il fabbisogno di energia elettrica in
estate con fonti rinnovabili se si effettua la compensazione con un sistema FV, altrimenti la sua quota di
rinnovabilità estiva in base alla Direttiva FER e alla Decisione 114/2013/EU è pari a 0. In ogni caso, ai fini
del progetto termotecnico e del rispetto del DM 28/2001, la compensazione da FV è però da calcolarsi
attentamente su base mensile e non annuale.
La stessa PdC reversibile ha poi una quota di “rinnovabilità invernale” che varia in base alla zona climatica
(cioè al fattore di rendimento stagionale SCOP, e quindi alla relativa quota di energia primaria equivalente
coperta da rinnovabile) e alla presenza o meno di compensazione INVERNALE da FV (da calcolarsi su base
mensile e non annuale).
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SISTEMA IBRIDO FERROLI
Poiché la ripartizione dei fabbisogni Estivo-Invernale-ACS nelle nuove costruzioni in classe energetica B o
superiore è molto variabile in funzione della località geografica in Italia, occorrerà valutare attentamente
il sistema a PdC (reversibile o meno) e l’eventuale sistema fotovoltaico a compensazione, caso per caso, in
base anche alle caratteristiche dell’edificio.
Partendo da un nuovo edificio in Classe B (o superiore) si calcola il fabbisogno annuale in riscaldamento e quello in
raffrescamento. Nell'esempio il fabbisogno totale è composto da una parte per il riscaldamento e l'ACS (nell'esempio:
tot. 50 kWh/m2 anno) e una parte per il raffrescamento estivo (nell'esempio: 30 kWh/m2 anno); il fabbisogno in
raffrescamento può crescere anche molto spostandosi da Nord a Sud, da una casa in classe B a una in classe A, o in
edifici del Terziario (dove è sempre prevalente, sia al Nord che al Sud Italia).
Ponendo come rendimenti stagionali in freddo e in caldo per la PdC: SEER = 3,7 e SCOP = 3,0 (se non si usa solare
termico a supporto) si ricavano i fabbisogni di energia (elettrica) FINALE per la PdC in Estate = 8,1 e per riscaldamento e
ACS = 17,5.
La conversione di queste energie FINALI in energie PRIMARIE equivalenti con il fattore di conversione nazionale =
2,174 fornisce il valore di en. primaria Estivo = 17,6 e per Riscaldamento e ACS = 38. La quota parte di energia ricavata
dall'aria esterna in raffrescamento (= 21,9) non è considerata rinnovabile secondo la Direttiva Europea, ma non viene
neppure convertita in energia primaria equivalente (è energia gratuita non computata né come primaria da mix fossile
né come en. rinnovabile).
A questo punto si calcolano le % di energia primaria rinnovabile (barre VERDI) sul totale del fabbisogno di en. primaria
equivalente. Senza il fotovoltaico la PdC arriva alla quota del 37%
Nel caso del Fotovoltaico che compensa al 100% (mensilmente) la quota di energia elettrica consumata dalla PdC in
Estate l'energia primaria equivalente va a zero, e la PdC arriva così alla quota totale annua di FER sull'energia
primaria del 46%. Nell'esempio manca ancora un 4% all'obiettivo del 1 Gennaio 2017, per raggiungerlo si può
aumentare lo SCOP della PdC in riscaldamento e produzione di ACS, ad esempio aggiungendo un sistema solare
termico, data la minore produzione fotovoltaica invernale e la penalizzazione del criterio della compensazione mensile.
SISTEMA IBRIDO FERROLI
19
Valutazione QR% (quota energia
rinnovabile sull'energia primaria
equivalente) secondo indicazioni All.3
D.lsg 28 rispetto all’energia primaria
totale per riscaldamento, acqua calda
sanitaria e raffrescamento
FONTE: Studio SACERT per Assotermica
20
SISTEMA IBRIDO FERROLI
IN GENERALE QUINDI PUÒ VALERE ANCORA IL
“TRUCCO” DI PUNTARE ALLA COMPENSAZIONE
SPINTA TRA PRODUZIONE FOTOVOLTAICA E
CONSUMI DELLA POMPA DI CALORE?
Come appena visto, questa filosofia ha avuto un duro colpo con la definizione nella Legge 90/2013 del
principio della “compensazione mensile” (peraltro si noti che il Comitato di Normalizzazione Europeo –
CEN, che produce le Norme europee, pare sia dello stesso orientamento).
Altre possono essere invece oggi le strategie per il sistema edificio-impianto.
In primis la riduzione dei fabbisogni invernali (coibentazione) permette di ridurre il valore obiettivo che
deve essere soddisfatto dalla PdC (e quindi a sua volta la quota dell’energia primaria necessaria alla PdC
che dovrà essere soddisfatta dall’impianto FV bilanciato su base mensile).
Come risultato si ottiene, a parità di effetto finale (cioè quota rinnovabile % coperta a progetto)
un impianto FV più piccolo, il che non è da poco sia in termini economici che di vincoli geometrici
(soprattutto se lo spazio a tetto o al suolo utilizzabile, cioè libero da ombre di camini, antenne, velux,
piante ed edifici prospicienti etc, è scarso).
Lo stesso può dirsi per la copertura dei fabbisogni di raffrescamento estivi: più si riduce il fabbisogno, con
opportune schermature e con un opportuno orientamento e scelta dei materiali dell’edificio, minore sarà
la quota parte di energia primaria equivalente che la PdC dovrà coprire.
Con lo stesso criterio, come si possono ridurre i fabbisogni di ACS in modo da doverne coprire il meno
possibile con la PdC, ovvero con un impianto fotovoltaico altrimenti sovradimensionato ?
La risposta è l’utilizzo del SOLARE TERMICO a supporto della produzione di ACS, che oltretutto ha
il beneficio non secondario di poter lavorare in parallelo e in modo indipendente dalla PdC mentre questa
lavora in funzione di raffrescamento estivo.
Esistono poi altre considerazioni più generali, che saranno meglio svolte più avanti, come l’opportunità di
affidarsi ad un sistema composto non solo da PdC + soalre termico per la produzione di ACS, ma anche
con una caldaia ad alta efficienza di supporto.
Ciò è legato alle tipicità climatiche del Nord (nebbia, umidità), che potrebbero penalizzare esageratamente
la pompa di calore in funzionamento invernale, così come a considerazioni più pragmatiche sui benefici
di un secondo generatore di backup in caso di avaria o malfunzionamento della PdC (anche al Centro
Sud), o ancora a considerazioni di tipo prudenziale circa le possibili variazioni future delle strutture
di offerta tariffaria gas vs. elettricità, non facilmente prevedibili al momento della scelta del sistema
di riscaldamento da parte del progettista e/o del cliente finale, o ancora a possibili sbilanciamenti
nelle diverse fasce orarie della struttura tariffaria elettrica, o più semplicemente all’ottimizzazione
dell’investimento in fase di acquisto, scegliendo una PdC meno potente ma molto più economica e una
caldaia a condensazione di integrazione come “booster”.
SISTEMA IBRIDO FERROLI
21
Peraltro si potrebbe obiettare come esista una soluzione più semplice per pianificare la quota di energia
rinnovabile di un edificio-impianto. Infatti si potrebbe immaginare che il cliente finale acquisti "energia
verde" da un fornitore di elettricità, con uno dei tanti contratti certificati. Purtroppo - o per fortuna però il progettista non è in grado di prevedere e garantire con certezza che ciò avverrà, o che il cliente
cambi sucessivamente idea nel corso degli anni. In altre parole la progettazione termotecnica secondo le
nuove normative di legge deve rimanere svincolata dagli accordi commerciali futuri. Per questo motivo la
compensazione delle quote rinnovabili con un combustibile o un vettore energetico "verde" è consentita solo
in tre casi precisi: allaccio al teleriscaldamento, utilizzo di biomasse, compensazione (mensile) da fotovoltaico
in-situ. In questi casi specifici infatti la stessa configurazione fisica degli impianti progettati garantisce a
priori l'utilizzo dell'energia rinnovabile prevista in-situ, nel tempo.
In aggiunta a ciò occorre anche sapere che la quota di elettricità verde da centrali fotovoltaiche, eoliche,
idroelettriche viene comunque considerata in una percentuale uguale per tutti gli utenti, essendo
incorporata nel fattore di conversione in energia primaria (2,174), che rispecchia il mix delle fonti di
produzione energetica nazionale.
COME SI INSERISCE L’UTILIZZO DI POMPE DI
CALORE E/O FOTOVOLTAICO SECONDO I CRITERI
APPENA VISTI, NELLA TRAIETTORIA VERSO LA
FUTURA PROGETTAZIONE OBBLIGATORIA DEI
NUOVI EDIFICI COME “NEARLY ZERO ENERGY
BUILDING” (NZEB)?
La Direttiva sulle prestazioni energetiche degli edifici c.d. “EPBD 2” (2010/31/UE) all’Art. 9 comma 1 richiede
che gli Stati Membri dell’Unione Europea aumentino il numero dei nuovi edifici costruiti con il criterio del
“consumo quasi zero” cioè i cosiddetti “NZEB” entro il 2015, per raggiungere il 100% di NZEB nelle nuove
costruzioni di edifici pubblici dal 2018 e nelle nuove costruzioni di edifici privati dal 2020.
La Direttiva è molto chiara a proposito, e all’Art. 2 stabilisce che un edificio “NZEB” è da considerarsi un
“edificio a fabbisogno energetico molto basso, quasi nullo”, cioè ad altissima efficienza. La Direttiva aggiunge
poi (come seconda condizione aggiuntiva, rispetto alla prima condizione generale) che questo fabbisogno
dopo essere stato ridotto al valore “molto basso” dovrebbe essere coperto per quanto resta da energia
rinnovabile.
In altre parole l’ordine del procedimento da seguire è molto chiaro: un nuovo edificio che da progetto
avrebbe un indice di fabbisogno/consumo pari a “100”, dovrà essere progettato per ottenere un indice di
consumo totale per riscaldamento, raffrescamento, acqua calda sanitaria, ventilazione e illuminazione pari
ad es. a “15”. Questo valore è solo un esempio e in effetti è proprio qui l’area di discrezionalità degli Stati
Membri nel recepimento della Direttiva EPBD 2 per gli NZEB: ogni Stato dovrà determinare (per macrozona
climatica e categoria di edificio-campione rappresentativo) quale sia il valore da considerare a “bassissimo
consumo”. Il valore 15 potrebbe andare bene per l’Italia, ma la Germania potrebbe ad es. fissare un valore
2010
31
UE
22
SISTEMA IBRIDO FERROLI
diverso per i propri edifici. In ogni caso il procedimento generale non cambia.
Nell’esempio dell’edificio condominiale italiano prendiamo quindi il valore di “15”. Questo fabbisogno
raggiunto con interventi mirati sull’involucro edilizio e sull’efficienza generale degli impianti dovrà poi essere
ulteriormente ridotto facendo ricorso a fonti rinnovabili: per es. fotovoltaico e pompa di calore. L’ACS potrà
essere coperta ad es. in gran parte con il solare termico.
In questo modo si rispettano esattamente i dettami della Direttiva “EPBD 2”, così come già richiamati
nel documento “Linea Guida per la progettazione degli NZEB” (rif. Progetto BUIDE13616-ECOFYS della
Commissione EU).
Purtroppo invece oggi si assiste ad un proliferare di definizioni diverse e in parte “deviate” del concetto di NZEB.
Molti enti e organismi (tra cui anche prestigiose Università) si stanno lanciando nelle più svariate
interpretazioni del concetto, arrivando a proporre edifici i cui fabbisogni non sono poi così ridotti come
la migliore tecnica consentirebbe, ma dove piuttosto tali fabbisogni sono semplicemente coperti da una
“combinazione rinnovabile” con una pompa di calore e un sistema fotovoltaico (peraltro in molti casi
secondo il vecchio criterio della compensazione annuale anziché mensile).
Questi modelli di edifici, che in base alla Direttiva Europea non sono affatto qualificabili come “NZEB”,
potranno essere pubblicizzati (con una certa enfasi di marketing) solo fino a che non verrà pubblicato in
Italia il recepimento della Direttiva EPBD 2.
In questa fase sarebbe sin troppo facile tentare di qualificare come NZEB un edificio isolato normalmente,
con un indice di fabbisogno di “100” secondo l’esempio precedente, solo per il fatto che una quota “90” dei
consumi è coperta da una pompa di calore i cui consumi elettrici sono bilanciati dalla produzione in loco
di energia fotovoltaica, o peggio un edificio dove la quota “100” dei consumi è totalmente coperta da un
impianto di Teleriscaldamento alimentato da Fonti Rinnovabili o assimilate (= biomasse, cioè in genere:
combustione di rifiuti).
Questo approccio rischia però di falsare il concetto stesso alla base della Direttiva, e di ingenerare inutili
aspettative basate su definizioni non standardizzate o approvate a livello europeo, tanto quanto accadeva
con la pubblicità in Italia delle pompe di calore “rinnovabili all’80%” (anche quindi in raffrescamento),
affermazione troppo semplicistica poi miseramente smentita dai vari chiarimenti del legislatore europeo.
COME SI INSERISCE TUTTO QUANTO DETTO
RISPETTO ALLE VARIE DELIBERE REGIONALI PIÙ
O MENO DIVERSE?
Il Decreto Romani (DM 28/2011) sull’obbligo di adozione di fonti rinnovabili nei nuovi edifici contiene
un’espressa previsione normativa.
All’Art. 11 comma 7 del Decreto si prevede che gli obblighi previsti da atti normativi Regionali o Comunali
siano adeguati alle disposizioni dello stesso Art. 11 del Decreto entro 180 giorni al massimo dalla sua entrata
in vigore (quindi i termini ad oggi sono già scaduti da tempo).
Decorso inutilmente tale termine, il DM 28/2011 prevede che si applichino le proprie disposizioni di cui
all’Art. 7 al posto di quelle Regionali o Comunali.
Dunque tutte le Regioni o i Comuni non in regola con questo punto stanno mantenendo in vigore
arbitrariamente normative locali superate dalla Legge nazionale, e dovranno adeguarsi al più presto.
SISTEMA IBRIDO FERROLI
28
2011
23
CHE LEGAME ESISTE TRA GLI OBBLIGHI DI
UTILIZZO DI FER E DI POMPE DI CALORE NEI
NUOVI EDIFICI E PIÙ IN GENERALE GLI INCENTIVI
O ALTRI SISTEMI DI PROMOZIONE PER LE POMPE
DI CALORE, E QUALI SONO IN PARTICOLARE
GLI INCENTIVI E LE FORME DI PROMOZIONE
DISPONIBILI PER I CLIENTI CHE SCELGONO
QUESTA TECNOLOGIA?
Le pompe di calore oggi beneficiano di una serie di sistemi incentivanti.
I più importanti sono:
-le detrazioni fiscali per la riqualificazione energetica (detraz. Irpef 65% in 10 anni, ancora in
vigore), per le pompe di calore ad altissima efficienza
-le detrazioni fiscali per la ristrutturazione edilizia (detraz. Irpef 50% in 10 anni, ancora in vigore)
-il “Conto Energia Termico”
Questi meccanismi incentivanti presentano ciascuno i propri pro e contro, ma condividono tutti la
stessa limitazione: non è possibile sfruttare le incentivazioni di cui sopra per impianti soggetti
ad obblighi normativi, se non per la parte residuale rispetto agli obiettivi dell’obbligo.
In altre parole, l’utente di una abitazione privata o un condominio con superficie utile inferiore a
1.000 m2 che eseguisse un intervento di ristrutturazione e/o di efficientamento con l’installazione di
una pompa di calore potrà accedere tranquillamente ad una delle incentivazioni previste, ma non
potrà invece farlo l’acquirente di una abitazione nuova o ristrutturata soggetta agli obblighi
minimi di integrazione di sistemi a fonti rinnovabili di cui all’Allegato 3 del Decreto Romani,
se non per la quota parte di impianto che produce un effetto eccedente il valore minimo
(obbligatorio).
Più semplicemente, se si installassero due pompe di calore in parallelo delle quali con la prima già
si raggiungesse il valore minimo di quota % di FER dell’obbligo di Legge del Decreto Romani, potrà
essere portato in detrazione il costo della seconda PdC.
Nel corso del 2014 assisteremo però al varo di una nuova misura, relativa al sistema tariffario
elettrico, fino ad oggi particolarmente penalizzante per le pompe di calore installate in Italia rispetto
ad altri Paesi UE.
L’Autorità per l’Energia Elettrica e il Gas (AEEG) si propone infatti di agevolare l’installazione di
24
SISTEMA IBRIDO FERROLI
pompe di calore (sia in edifici soggetti a obblighi di Legge o meno), semplificando il calcolo di
convenienza per il progettista e per l’utilizzatore finale, e adottando uno schema tariffario più
lineare, simile ad una “tariffa flat”, peraltro applicata a tutti i consumi di utenza (quindi anche quelli
per usi diversi dalla pompa di calore), senza necessità di installare un secondo contatore dedicato
per la PdC come in molti casi accadeva fino ad oggi.
Questa nuova Tariffa è stata già introdotta in consultazione dall’AEEG ed è stata ribattezzata
“Tariffa sperimentale D1”; la sua entrata in vigore è prevista dal 1° Luglio 2014, con applicazione su
base volontaria a tutti gli utenti che ne faranno richiesta al proprio fornitore di energia.
La tariffa D1, in quanto sperimentale, dovrebbe affiancarsi alla tariffa “BTA” già oggi disponibile
per chi utilizza pompe di calore, la quale però richiede l’installazione di un secondo contatore
dedicato solo per la PdC (con una quota di costo fisso annuo non trascurabile, più i costi di allaccio
che dipendono dalla distanza dalla cabina ENEL e dalla lunghezza dei cavi montanti fino all’unità
immobiliare).
Per un confronto si vedano le figure (dati sulla tariffa D1 non ancora ufficiali, si riportano le
simulazioni di ASSOELETTRICA).
Fonte: ipotesi preliminari su elaborazioni Assoelettrica e dati AEEG (Feb 2014)
Un utente con una PdC solo
riscaldamento che consumi 5100
kWh el. l’anno con la nuova Tariffa
Sperimentale D1 avrebbe una tariffa
di circa 26 Euro/cent kWh el.Con
uno SCOP = 3,6 il costo del kWh
termico risultante sarebbe di 7,2 Euro/
cent.Per consumi maggiori, es. per
6.300 kWh anno (sempre con PdC
solo per riscaldamento) la tariffa D1
scenderebbe a circa 24 Euro/cent
per kWh el., quindi con SCOP = 3,6 si
spenderebbero circa 6,66 Euro/cent
per 1kWh termico.
In entrambi i casi con la PdC
si risparmia rispetto all’uso di
una caldaia a condensazione, a
patto di non usare né una resistenza
integrativa per i picchi di fabbisogno
di riscaldamento, né di produrre
acqua calda sanitaria (usi non ottimali,
con SCOP basso).Dato però che
le due problematiche di cui sopra
non possono essere trascurate, è
opportuna l’integrazione con una
fonte ausiliaria per i due scopi:
caldaia condensing come booster
in riscaldamento e solare termico
per l’ausilio ACS, per non azzerare il
vantaggio dell’uso della PdC.
SISTEMA IBRIDO FERROLI
25
CON L’ENTRATA IN VIGORE IN TUTTA EUROPA
DA SETTEMBRE 2015 DELL’OBBLIGO DI
ETICHETTARE I SISTEMI DI RISCALDAMENTO
OFFERTI SUL MERCATO, SARÀ PERCEPIBILE
UN REALE VANTAGGIO PER I CLIENTI CHE
SCEGLIERANNO UN SISTEMA IBRIDO CON POMPA
DI CALORE?
L’utente che sceglierà una caldaia ibrida avrà sicuramente un vantaggio con la classificazione
dell’etichettatura ErP, in quanto il connubio con la pompa di calore porterà sia la caldaia ibrida che
l’intera unità immobiliare in un indice di efficienza superiore.
Oltre a ciò, l’utente scegliendo un sistema ibrido beneficerà di ulteriori vantaggi in termini di comfort,
affidabilità e garanzie di economicità in tutte le condizioni tariffarie rispetto alla semplice scelta di una
pompa di calore.
Poiché i Regolamenti ErP prevedono due distinte etichette energetiche per il riscaldamento e per la
produzione di acqua calda sanitaria, il massimo del vantaggio si avrà combinando nella caldaia
ibrida anche la tecnologia più efficiente per la produzione di acs (anche più efficiente rispetto
alla PdC), cioè il solare termico.
26
SISTEMA IBRIDO FERROLI
3
IL FUNZIONAMENTO
DELLE POMPE DI
CALORE
SISTEMA IBRIDO FERROLI
27
La pompa di calore è una macchina che sfrutta il principio fisico del Ciclo di Carnot (applicato grazie a un
compressore e a un circuito con un fluido refrigerante) per prelevare calore da una sorgente fredda, come
l’aria esterna o un pozzo d’acqua, e trasferirlo a un livello di temperatura più alto, ad es. all’ambiente
interno riscaldato in una abitazione.
Il trasferimento di energia termica dal “lato freddo” esterno verso il “lato caldo” interno ovviamente non
avviene in modo spontaneo, ma la macchina deve compiere un “lavoro”, ovvero necessita di una certa
quantità di energia che deve essere fornita dall’esterno (tipicamente sotto forma di energia elettrica).
Peraltro, come spiegato più avanti, il sistema è suscettibile di variazioni di resa importanti, se il progetto
del sistema sorgente-macchina-edificio-impianto non è ben studiato.
In pratica, una pompa di calore è un climatizzatore che funziona al contrario, o per meglio dire “a
inversione di ciclo”. In effetti, inizialmente questi sistemi erano nati dai tradizionali “split” ad aria, con
una modifica del circuito frigorifero attraverso una valvola a 4 vie che permetteva al refrigerante di fluire
nei due scambiatori (interno ed esterno) secondo un percorso contrario, cosicchè erano nati gli “split
reversibili”, che hanno raggiunto una diffusione molto capillare sul mercato già negli anni ‘90.
Schema a blocchi di una pompa di calore aria-aria nel funzionamento invernale
VAPORE
FREDDO
PO
OL
TIC
N
IA A IDO
GL QU
TTI DI LI
O
B
BATTERIA
ESTERNA
LIQUIDO
FREDDO
COMPRESSORE
BATTERIA
INTERNA
VALVOLA DI
LAMINAZIONE
Con lo sviluppo delle pompe di calore “idroniche”, più adatte ad essere integrate negli impianti di
riscaldamento europei basati su terminali ad acqua e non ad aria (come ad es. negli USA) la tecnica si è
ulteriormente evoluta.
Le unità esterne delle pompe di calore idroniche (c.d. “moto-evaporanti” quando lavorano in pompa
di calore) sono state perfezionate per lavorare meglio in condizioni invernali tipiche dei nostri climi
continentali, come ad esempio l’alto tasso di umidità che rendeva più lento o comunque più difficoltoso
e più inefficiente dal punto di vista energetico lo “sbrinamento” dello scambiatore esterno. Sia la parte
meccanica, con nuovi scambiatori specifici con alette idrofiliche e passo maggiorato, che la parte
elettronica di queste nuove pompe di calore hanno così ottenuto importanti miglioramenti in termini di
efficienza.
28
SISTEMA IBRIDO FERROLI
PROGETTO, SOVRADIMENSIONAMENTO E
ASPETTATIVE DELL’UTENTE
È importante comprendere come l’efficienza di una pompa di calore sia un concetto complesso, in
quanto è funzione di diversi parametri: questo concetto racchiude infatti non solo l’efficienza del
circuito refrigerante di per sé, e neppure l’efficienza istantanea della macchina, che semplificando
si potrebbe pensare come l’efficienza al banco prova in laboratorio, in condizioni stazionarie (al pari
dell’efficienza di un auto che percorre a velocità costante l’anello di un circuito di prova).
L’efficienza di una pompa di calore misura il rapporto tra l’energia (termica) uscente dalla macchina
e l’energia (elettrica) fornita in ingresso.
Il progettista dell’impianto, che decide la configurazione dell’impianto termico (nr. di elementi di
emissione/corpi scaldanti e loro temperatura di progetto) gioca un ruolo decisivo per questi sistemi.
Infatti la loro efficienza non è costante, ma varia di continuo (in modo anche importante) al variare
delle temperature esterne e di quelle di mandata all’impianto.
Infatti il lavoro di una macchina nel Ciclo di Carnot (cioè l’energia elettrica consumata da una
PdC) è direttamente proporzionale al salto termico tra la sorgente esterna e la mandata
interna.
Vediamo quindi in particolare il funzionamento e le caratteristiche principali degli impianti
con pompe di calore aria-acqua.
COP di modelli di pompe di calore Ferroli del tipo aria-acqua in funzione della temperatura a bulbo umido dell’aria esterna.
Le curve di sinistra si riferiscono ad una temperatura dell’acqua prodotta di 35°C, quelle di destra di 55°C
SISTEMA IBRIDO FERROLI
29
L’efficienza stagionale di una pompa di calore che lavora in modalità riscaldamento è detta
“Seasonal Coefficient of Performance” (SCOP).
A seconda della distribuzione (frequenza) in cui si misura una certa temperatura in una certa
località, è possibile costruire una “distribuzione” probabilistica, conoscendo quindi in anticipo il
livello di percentuale di probabilità che una pompa di calore in un anno si trovi a funzionare a
determinate temperature critiche per il rendimento (SCOP) o anche per il funzionamento stesso
della macchina.
Curva cumulativa della temperatura durante la stagione invernale per Venezia
100%
frequenza
per cui
T < T0
75
50
25
0
-5
30
SISTEMA IBRIDO FERROLI
0
5
T0 (°C)
10
15
20
Determinazione del tempo per il quale la temperatura risulta inferiore rispettivamente a 0 °C e a 5 °C
100%
frequenza
per cui
T < T0
75
50
25
0
-5
0
5
T0 (°C)
10
15
20
Oltre al “rischio basse temperature”, in alcune località del Nord Italia (in pratica: lungo tutta la Pianura
Padana) si presenta un secondo problema, legato alla fase di sbrinamento.
Con l’aumento dell’umidità dell’aria durante l’Inverno si può arrivare a un punto in cui sullo scambiatore
esterno della PdC (c.d. “batteria moto evaporante”) si forma uno strato di brina. Poiché la brina impedisce
lo scambio termico sullo scambiatore esterno occorre rimuoverla, e ciò si fa riscaldando lo scambiatore
stesso, a spese di un consumo aggiuntivo di corrente (se si utilizza una resistenza elettrica) o a spese
dell’energia del ciclo e/o dell’impianto (se si utilizza l’inversione di ciclo o l’iniezione di vapore). Questa
operazione comporta inoltre un “tempo di fermo” in cui la macchina non è in condizioni di erogare calore
all’impianto.
% DI ENERGIA UTILIZZATA PER SBRINAMENTO
Percentuale della complessiva energia elettrica richiesta da pompa di calore a seconda che lo sbrinamento sia realizzato con
iniezione di gas caldi (HG) o con inversione di ciclo (PR)
16
14
12
10
8
6
4
2
HG PR
HG PR
HG PR
HG PR
HG PR
HG PR
A-7/W35
A-7/W50
A2/W35
A2/W50
A7/W35
A7/W50
0
SISTEMA IBRIDO FERROLI
31
% DEL TEMPO UTILIZZATO PER SBRINAMENTO
Percentuale del tempo complessivamente utilizzato per lo sbrinamento sul totale delle ore di funzionamento della pompa
di calore
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
HG PR
HG PR
HG PR
HG PR
HG PR
HG PR
A-7/W35
A-7/W50
A2/W35
A2/W50
A7/W35
A7/W50
Durante la fase di sbrinamento viene consumata energia che non viene erogata verso l’impianto, influendo
negativamente sulle prestazioni globali del sistema.
In effetti ciò comporta un calo del COP piuttosto importante, che può arrivare anche al -20% anche in
funzione del valore effettivo dell'umidità relativa.
È quindi importante ridurre al minimo le fasi di sbrinamento, ad es. adottando scambiatori di conformazione
speciale (batterie idrofiliche, come già accennato specificatamente sviluppate e ottimizzate per le migliori
PdC idroniche).
Andamento del COP di una pompa di calore ad aria in funzione della temperatura dell’aria esterna per tre diverse umidità relative
COP (% VALORE NOMINALE)
120%
110%
UR = 90%
UR = 70%
UR < 50%
100%
90%
80%
70%
60%
-10
-5
0
5
T EMPERATURA (°C)
10
15
In ogni caso, in funzione della località geografica è praticamente certo che durante l’inverno si andrà incontro
a un certo numero di fasi di sbrinamento, che faranno scendere il COP e quindi lo SCOP annuale della
macchina ovvero dell’impianto, come si può vedere dai grafici successivi sulla media statistica dei valori di
unidità relativa dell'aria in alcune città italiane. Peraltro come si vede nel secondo grafico il tasso di umidità
relativa per una data località fluttua moltissimo nell'arco della stessa giornata, ovvero in ore diverse, essendo
funzione della temperatura.
32
SISTEMA IBRIDO FERROLI
SISTEMA IBRIDO FERROLI
33
Sembra un paradosso, ma dal punto di vista dell’umidità invernale la città di Bolzano è il miglior posto
dove utilizzare una pompa di calore per via del suo clima freddo più secco, a parità di temperatura
dell’aria, ad es. rispetto a Piacenza o Rimini; naturalmente di contro invece Bolzano avrà una maggiore
percentuale di giorni con temperature sottozero, per cui sarà necessario comunque considerare altri
aspetti (come la necessità di un generatore di integrazione con miglior rendimento).
Un secondo effetto del particolare modo di funzionamento delle pompe di calore è che al ridursi
della temperatura dell’aria esterna non solo si riduce l’efficienza di funzionamento (COP) ma si riduce
proporzionalmente anche la capacità (potenza) termica della macchina, cioè la potenza che la pompa
di calore può cedere all’impianto. Naturalmente questo effetto è paradossale ed altamente negativo, in
quanto semmai a temperature più basse l’impianto ovvero l’edificio necessiteranno di più energia, ma
ancora una volta ciò è legato ai principi del Ciclo di Carnot che governano il funzionamento delle pompe
di calore, e non si può evitare.
Come si può intuire dalle figure, sarebbe quanto mai sbagliato per il progettista scegliere la pompa di calore in
base al rendimento e alla potenza nominale “sulla carta” (es.: 10 kW) in quanto detta potenza nominale viene
dichiarata per una condizione di funzionamento a temperatura esterna costante, in genere con aria a 2°C o a
7°C e con temperatura di mandata all’impianto fissa a 35°C (condizioni: A2-W35 o A7-W35).
E’ invece quanto mai opportuno considerare la minima temperatura di progetto dell’aria esterna
(“Temperatura ex Legge 10/91”), la massima temperatura di mandata all’impianto richiesta in quelle condizioni
dall’edificio per mantenere una condizione di equilibrio (dipenderà dal livello di isolamento dell’edificio e dal
tipo di terminali di impianto adottati), le curve di capacità resa dalla pompa di calore, e solo con questi dati
34
SISTEMA IBRIDO FERROLI
determinare la pompa di calore della giusta taglia.
In pratica si dovrà ricercare la macchina non in base alla potenza termica nominale, ma piuttosto in base alla
potenza massima erogata alla minima temperatura esterna, alla temperatura di mandata di equilibrio richiesta
dall’edificio-impianto in condizioni di progetto.
Si vede molto facilmente come la pompa di calore realmente adatta al progetto superi (spesso non di poco) i
valori di quella di “potenza nominale” apparentemente adeguata (se la si scegliesse ad. es. con i criteri di una
normale caldaia a gas).
Ad es. passando da una PdC da 10 kW (nominali) a una da 15 kW (nominali), al fine di ottenere 10 kW “reali”
nelle condizioni di progetto con aria esterna a -5°C, risolta in modo corretto la scelta della macchina si
dovranno poi considerare anche le seguenti complicazioni:
1) non tutte le PdC da 15 kW prevedono una alimentazione MONOFASE a 230V: è possibile che si debba
passare ad un contatore TRIFASE (dedicato) a 380V, con relativi extra costi di posa (oneri, cavi montanti e
installazione) e di gestione (extra costi fissi).
2) le linee elettriche all’interno dell’abitazione potrebbero non essere dimensionate per l’amperaggio di
corrente necessario alla macchina: o il contatore è collocato vicino alla pompa di calore e vengono posati
nuovi conduttori elettrici, oppure sarà necessario far verificare l’impianto da un tecnico.
Se anche il progettista avesse fatto bene ogni calcolo di progetto e selezionato correttamente la pompa di
calore, ci sono ancora una serie di cose che possono far andare male il progetto e peggiorare il funzionamento
dell’impianto a pompa di calore.
In primo luogo la congruenza del progetto dell’impianto e di quello dell’edificio è fondamentale.
Dato che il fabbisogno di calore dell’edificio in inverno cresce con il diminuire della temperatura esterna,
è importante per il progettista dell’impianto conoscere esattamente in anticipo quale sarà il fabbisogno
massimo richiesto (cioè il fabbisogno alla minima temperatura esterna).
Curva di carico di riscaldamento di un edificio in funzione della temperatura dell’aria esterna
kW
fabb
isog
no d
ell’e
dific
io
-10
-5
0
5
10
temperatura esterna
15
20
Naturalmente questo è un grafico sul comportamento generale di un edificio teorico al variare
della temperatura esterna: il fabbisogno puntuale (per ogni temperatura esterna) che deve essere
SISTEMA IBRIDO FERROLI
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soddisfatto dall’impianto a pompa di calore sarà poi funzione di diversi dati che rispecchiano le scelte
e i compromessi del progettista dell’edificio, nonchè della committenza: geometria e orientamento
dell’edificio, coibentazione e ponti termici, tipologia dell’impianto di emissione e eventuali fattori di
intermittenza, setpoint impostato nei vari ambienti.
Per calcolare la poitenza termica richiesta alla pompa di calore si dovrà anche tenere conto del parametro
"tempo di messa a regime" che costituisce un fattore importantissimo, troppo spesso trascurato,
soprattutto per le accensioni saltuarie nelle seconde case, per le ripartenze di impianto dopo i guasti o
per l'asciugatura del massetto. In tutti questi casi la pratica insegna come sia obbligo sovradimensionare a
priori la potenza della pompa di calore.
In secondo luogo la realizzazione dell’edificio in tutte le sue parti, ovvero la qualità dell’esecuzione del
progetto in cantiere, rivestono un ruolo non meno importante del progetto sulla carta.
Una realizzazione dell’edificio che si discosti troppo dai valori di progetto (es. una cattiva posa o una
modifica delle coibentazioni) possono causare deviazioni anche importanti tra le efficienze e le rese di
progetto e quelle effettive, causando brutte sorprese al cliente.
Per questo è molto importante ottenere la miglior accuratezza possibile nei dati di progetto, e il rispetto
assoluto del progetto stesso nella fase esecutiva in cantiere.
Allo stesso modo è ovviamente importante la qualità dell’esecuzione di posa e il rispetto del progetto
anche per l’impianto.
In terzo luogo anche le aspettative (ovvero le “buone” o le “cattive” abitudini) dell’utente sono anch’esse
non meno importanti.
Infatti una variazione del “comportamento standard” dell’utente (stimato e simulato dal progettista), che
ad es. potrebbe preferire livelli di temperatura più elevati di quelli utilizzati nel progetto, potrebbero essere
deleteri per le prestazioni globali dell’impianto a pompa di calore.
È essenziale che il cliente finale comunichi e discuta con il progettista in tutte le fasi preliminari del
progetto, per verificare se un impianto a pompa di calore può soddisfare non solo le sue esigenze, ma
anche le sue aspettative “standard” (diremmo: quelle date per scontate da chi è abituato da anni a
utilizzare una caldaia, come ad es. il comfort sanitario e i tempi di attesa o di ripristino dell’acqua calda).
A proposito dell’importanza della corretta installazione, ma anche del comportamento degli utilizzatori,
uno Studio del 2010 dell’organizzazione indipendente “Energy Saving Trust” condotto nel Regno Unito
con la collaborazione del Ministero per l’Energia Inglese e dei principali fabbricanti di pompe di calore
ha stabilito che: “le prestazioni delle pompe di calore possono variare di molto tra un installazione e
l’altra”, e che “il comportamento dell’utilizzatore è un fattore importante tra gli altri nella variazione delle
prestazioni” e ancora che: “le pompe di calore hanno consentito di ridurre i costi delle bollette energetiche
per alcuni utenti, soprattutto quando installate in sostituzione di sistemi di riscaldamento totalmente
elettrici, o a gasolio, o a GPL, cioè di sistemi scollegati dalla rete del gas naturale”.
Un monitoraggio condotto in Svezia e presentato nel 2012 a un convegno dell’IEA (International
Energy Agency) sulle pompe di calore presentava dati emblematici: il consumo elettrico per le pompe
di calore su un campione di 30 alloggi registrava variazioni anche del 200% a seconda dell’utilizzatore
e dell’installazione, a parità di setpoint ambiente cioè di temperatura impostata sul termostato
nell’alloggio (le cause erano le più varie; dalla mancata manutenzione dei filtri all’ostruzione dell’unità
esterna con masserizie varie riposte sui balconi, allo scarso isolamento delle tubazioni etc….).
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SISTEMA IBRIDO FERROLI
Purtroppo queste affermazioni lasciano aperto qualche dubbio sull’effettiva convenienza economica delle
pompe di calore come unico sistema di riscaldamento: per quanto siano universalmente considerate
una soluzione tra le più energeticamente efficienti (in termini di riduzione di emissioni di CO2), le
variabili ambientali (temperatura e umidità stagionale), gli errori di installazione e/o il comportamento
degli utenti, nonché ovviamente (come ben si può immaginare) il livello di costo dell’energia elettrica a
confronto del gas naturale, sono tutti fattori che possono contribuire a eroderne -se non ad annullarne
completamente- il margine di convenienza economica.
Nella pratica, per garantire all’utente il confort e il corretto funzionamento del sistema a pompa di calore
a prescindere da errori di posa dell’isolamento dell’edificio, comportamenti o attese sbagliate dell’utente e
soprattutto basse temperature e umidità invernali, il progettista anziché sovradimensionare la pompa di
calore sarà costretto -per ragioni di costo dell’investimento- a trovare una soluzione più economica del
sovradimensionamento, affiancando alla Pompa di Calore un secondo generatore di “boost” per i picchi di
fabbisogno.
In mercati dove il costo dell’elettricità non è un problema si usa integrare la pompa di calore con una
resistenza elettrica trifase. In Italia non solo esiste il problema del costo dell’energia elettrica tale da
sconsigliare a priori qualunque integrazione per “effetto Joule”, ma oltretutto come visto esistono alcuni
problemi con le taglie dei contatori e il dimensionamento dei cavi elettrici nell’abitazione.
Pertanto, la soluzione è di integrare la pompa di calore con un secondo generatore che sia più efficiente
e meno costoso almeno alle basse temperature. Tale generatore è una caldaia ad alta efficienza, che
per esempio potrà essere alimentata a gas o a pellet.
SISTEMA IBRIDO FERROLI
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PRODUZIONE DI ACQUA CALDA SANITARIA
Qualora si scelga di utilizzare la pompa di calore per riscaldamento come unico generatore di
produzione per l’acqua calda sanitaria (al posto di una caldaia), occorre tenere presente alcune
problematiche:
1) il rendimento (COP) della pompa di calore, a parità di temperatura esterna, peggiora all’aumentare
della temperatura nel circuito di mandata. Questo significa che in Inverno e in Autunno produrre
l’acqua calda sanitaria con una pompa di calore aria-acqua potrebbe non essere la migliore scelta
economica (ovviamente tutto dipenderà dalle tariffe dell’energia elettrica).
Inoltre la potenza termica disponibile (resa) dalla pompa di calore in Inverno sarà ridotta, così
come quando funziona sull’impianto di riscaldamento, a causa della temperatura di mandata
necessariamente più alta (tipicamente 55°C o più per lavorare in sanitario).
Capacità dei modelli di pompe di calore Ferroli del tipo aria-acqua già considerate nella precedente figura in funzione della
temperatura a bulbo umido dell’aria esterna. Le curve di sinistra si riferiscono ad una temperatura dell’acqua prodotta di 35°C,
quelle di destra di 55°C
2) la pompa di calore non può produrre acqua calda sanitaria “in diretta” come una caldaia (ha
troppa poca potenza in uscita e soprattutto la potenza resa è troppo variabile con temperature
esterne basse). Si deve quindi utilizzare un accumulo sanitario, che andrà riscaldato per tempo
rispetto agli orari dei picchi di prelievo (es. orari di utilizzo delle docce).
Dal punto di vista dell’utilizzatore, l’uso dell’accumulo sanitario comporta due conseguenze:
a) ingombro molto maggiore rispetto ad una caldaia murale (tipicamente si usano nel residenziale
accumuli da 300 o da 500 lt se riscaldati solo dalla pompa di calore)
b) tempi di reintegro dell’accumulo molto superiori a quelli di una caldaia: in effetti la potenza
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SISTEMA IBRIDO FERROLI
della pompa di calore mediamente è di circa un terzo, per cui i tempi si dilatano ben oltre un ora.
L’utente deve quindi considerare bene gli intervalli tra un utilizzo e l’altro delle docce, o
pianificare un accumulo più grande.
Dal punto di vista del progettista, l’uso dell’accumulo comporta invece altre conseguenze tecniche:
c) il serbatoio per l’acqua calda sanitaria collegato a una pompa di calore deve essere strutturato
in modo da poter funzionare con livelli di temperatura e delta T più bassi sullo scambiatore
(rispetto ad es. ad una normale caldaia).
In genere lo scambiatore da selezionare (se interno al bollitore) o da dimensionare (se esterno,
del tipo a piastre) dovrà poter funzionare con delta T tipici di 3-5°C, il che comporta un
dimensionamento tipicamente pari a 3-4 volte la superficie degli scambiatori dei bollitori solari.
Per questo motivo alle pompe di calore si accoppiano solo bollitori speciali, con
scambiatori interni o esterni maggiorati, o bollitori ad intercapedine.
In alternativa se la potenza della pompa di calore è troppo alta e/o il delta T è troppo ridotto, si
potrà accettare una penalizzazione della potenza erogata con la pompa di calore che funzionerà
modulando (con l’inverter) fino a circa il 30% della potenza nominale, sacrificando però il tempo
di ricarica del bollitore. Occorrerà anche fare attenzione perché la potenza reale erogata da una
pompa di calore aria-acqua con temperature dell’aria prossime a 30°C aumenta di circa il 30%
rispetto alla potenza nominale a 7°C ! In questo caso per calcolare il serpentino del bollitore
occorrerà tenere conto di questa potenza maggiorata (in Estate, condizione peggiore per la
produzione di ACS rispetto all’Inverno, per quanto riguarda il dimensionamento dello scambiatore
nel bollitore ACS).
d) la necessità di convincere il cliente a un investimento superiore per il bollitore speciale
(rischiando invece complicazioni e malfunzionamenti anche seri dell’impianto nel caso in cui il
cliente o l’installatore utilizzino bollitori non idonei).
In alcuni casi tutte queste problematiche vengono risolte in modo pragmatico lasciando la
pompa di calore collegata solo al riscaldamento, e utilizzando una caldaia, oppure una caldaia e
un sistema solare termico, o ancora una seconda pompa di calore dedicata per la produzione di
acqua calda sanitaria.
Queste soluzioni che prevedono un secondo generatore per la produzione di acqua calda
sanitaria (caldaia o solare, o entrambi) presentano anche l’ulteriore vantaggio di poter svincolare
completamente l’utilizzo della pompa di calore in raffrescamento estivo, indipendentemente dalla
necessità di funzionamento della pompa di calore (in priorità) sul bollitore sanitario.
In effetti si pensi ad un impianto residenziale con terminali ad aria (fan coils o unità idrosplit),
che sta raffrescando gli ambienti quando il bollitore sanitario viene svuotato, e la pompa di calore
dovrebbe attivarsi per riscaldarlo di nuovo: non sempre è possibile o accettabile dal punto di vista
del comfort fermare il raffrescamento per un ora o due nell’attesa, dato che l’arresto di un sistema
di raffrescamento ad aria si avverte quasi immediatamente!
SISTEMA IBRIDO FERROLI
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SCOP REALI E GESTIONE INTELLIGENTE DEI
COSTI DELL’ENERGIA
I costi dell’energia possono essere un problema per chi sceglie di utilizzare una pompa di calore
come sistema più efficiente. Infatti una forbice troppo ampia tra il costo del kWh termico da gas o
da elettricità, ovvero tariffe elettriche in proporzione più alte di quelle del gas a parità di energia
resa all’impianto, potrebbero vanificare la scelta del cliente responsabile e attento all’ambiente,
o addirittura deludere l’acquirente di un nuovo alloggio costruito secondo i dettami normativi
del Decreto 28/2011 sull’uso sempre più spinto di energie rinnovabili, “regalandogli” una bolletta
addirittura più alta.
Questo problema è particolarmente importante soprattutto in Italia per via del livello delle tariffe
elettriche standard, ma sussiste anche in altri Paesi, ad esempio in UK, per quanto visto dallo Studio
dell’Energy Saving Trust, che concludeva come la pompa di calore potesse costituire una valida
scelta di risparmio economico prevalentemente in sostituzione di caldaie a GPL o a Gasolio.
Per fare un esempio concreto: il costo del kWh termico da gas in Italia è di circa 0,09 Euro/kWH (9
centesimi di Euro).
Il costo del kWh termico da corrente elettrica in Italia (con una pompa di calore monovalente) si
ottiene dividendo il costo di 1 kWh elettrico consumato (circa 30 centesimi di costo marginale
per una pompa di calore con tariffa standard) per il rendimento medio stagionale annuo (SCOP).
Supponendo che lo SCOP sia pari ad es. a 3,0 si ottiene che il costo del kWh termico da elettricità è
pari a: 0,30/3.0 = 0,10 Euro/kWh, cioè a 10 centesimi di Euro, quindi superiore a quello del gas.
Se poi la pompa di calore fosse installata in una abitazione molto isolata (es. in classe A)
il fabbisogno di energia per la produzione sanitaria potrebbe anche superare quello per il
riscaldamento, ma dato che come già visto la produzione sanitaria viene fatta con temperature
più alte, lo SCOP annuo può venire penalizzato e potrebbe quindi diminuire ulteriormente la
convenienza economica….
In effetti lo SCOP reale, insieme alle tariffe energetiche, è il principale fattore responsabile della
convenienza economica di una pompa di calore utilizzata come unico generatore in un impianto
termico.
Nel 2011 una comparazione pubblicata sulla rivista dell’Ordine degli Ingegneri stimava un
risparmio totale di 833 Euro in 20 anni (cioè una media di circa 42 euro all’anno) con l’utilizzo
di una pompa di calore aria-acqua rispetto ad una caldaia a gas a condensazione, nel caso di una
nuova abitazione di 100 m2 sita in Lombardia, certificata in classe energetica “B”.
È evidente peraltro come un margine di risparmio economico così basso potrebbe essere azzerato
in qualsiasi momento da una variazione delle condizioni al contorno, non solo a livello di tariffe
energetiche (es. passaggio a un altro fornitore di gas o aumento delle tariffe elettriche), ma anche
ad es. nelle variazioni del nucleo familiare: ad es. con la nascita di un nuovo figlio aumenterebbero
i fabbisogni di acqua calda sanitaria, che vanno a degradare il rendimento e ad aumentare i costi
operativi delle pompe di calore rispetto all’utilizzo di una caldaia a condensazione con produzione
40
SISTEMA IBRIDO FERROLI
istantanea di acs.
Ogni simulazione è comunque soggetta alla variazione di diversi parametri che possono modificarsi
anche nel giro di qualche mese (es. tariffe dell'energia, profilo di utenza), o anche nel giro di qualche
ora (es. COP in funzione dell'umidità esterna dell'aria).
Non ci si deve quindi stupire di trovare sovente nelle simulazioni esempi di COP stagionali (SCOP)
anche molto inferiori a 3,0. Ad esempio l’Istituto di Sostenibilità Ambientale Svizzero (ISAACSUPSI) aveva sviluppato un manuale di progettazione che proponeva coefficienti di penalizzazione
tra il COP di catalogo e lo SCOP annuale delle pompe di calore aria-acqua di circa il 15-17%,
arrivando a indicare SCOP tipici per le pompe di calore aria-acqua monovalenti (cioè senza
generatore di backup o resistenza elettrica) compresi nell’intervallo 2,5 – 3.0.
Ovviamente nel caso di pompe di calore aria-acqua con resistenza elettrica di backup tali valori
di rendimento medio stagionale si abbasserebbero non di poco, per via dell’inefficienza energetica
introdotta dall’uso della resistenza.
Lo Studio “SEPEMO-Build” condotto in tutta Europa su mandato della Commissione Europea e
pubblicato nel 2012 ha successivamente dimostrato che un uso intensivo della resistenza come
generatore di backup (sia in riscaldamento che in produzione sanitaria) causa un crollo dello SCOP
che su base puntuale (giornaliera) può arrivare a livelli pari al 60% o anche meno (< 50%) rispetto
allo SCOP della sola pompa di calore senza resistenza, in condizioni limite.
Anche uno Studio del Fraunhofer Institute Tedesco presentato al Terzo Forum Europeo dell’EHPA
(Associazione Europea delle Pompe di Calore) ha valutato le performance di SCOP di una pompa di
calore standard per due intere stagioni di riscaldamento (24 mesi), inclusa la quota di produzione di
acqua calda sanitaria. Lo SCOP annuale risultante è stato pari a 2,9.
SISTEMA IBRIDO FERROLI
41
Ovviamente variazioni più o meno marcate dello SCOP reale rispetto a quello immaginato dal
progettista (o pubblicizzato), anche in funzione delle reali condizioni di utilizzo, hanno una influenza
diretta sui costi operativi del sistema a pompa di calore, in quanto una resa più bassa (così come un
edificio mal isolato nell’esecuzione in cantiere rispetto al progetto) costringono la pompa di calore e/o
il sistema ausiliario a funzionare per un numero di ore superiore.
Questo spiega peraltro perché le pompe di calore si siano largamente diffuse inizialmente in
combinazione con edifici realizzati in Classe A, soprattutto laddove le tecniche edilizie garantivano il
raggiungimento di livelli di qualità costante e “massificata a livello industriale” della produzione degli
edifici stessi (= case in legno con pannelli e murature completamente prefabbricate), rispetto alla
costruzione in cantiere con le tradizionali tecniche costruttive.
Peraltro, come dimostrato da uno Studio dell’Università Politecnica delle Marche pubblicato nel
2010, l’utilizzo di una pompa di calore in un unità immobiliare al posto di una caldaia comporta un
effetto benefico in termini di riduzione del fabbisogno di ENERGIA PRIMARIA: di qui la riduzione
del coefficiente EPi che per la simulazione in oggetto si riduceva da 49,1 kWh/m2 a 31,5 kWh/m2 ad
Ancona e da 76,7 kWh/m2 a 49,4 kWh/m2 a Torino.
L’abitazione campione studiata consisteva in una villetta monofamiliare di nuova costruzione, di
superficie pari a circa 250 m2, certificata in classe “B” secondo il Protocollo volontario “CasaClima”.
In pratica da questa simulazione si può concludere come in linea di massima l’utilizzo di una pompa
di calore permetta mediamente di guadagnare una classe energetica per l’edificio, a condizione però
(come nel caso in esame) di supportare e integrare la pompa di calore con un sistema solare termico
per la produzione di acqua calda sanitaria.
Chiariti definitivamente i benefici in termini di efficienza e classificazione / certificazione dell’edificio
che derivano dall’adottare una pompa di calore, resta il fatto che la struttura delle tariffe elettriche
italiane non è la migliore per utilizzare una pompa di calore per 12 mesi l’anno, soprattutto se si deve
integrare la potenza termica con una resistenza elettrica.
Le soluzioni per affrontare il problema certamente esistono, dalla combinazione della pompa di calore
con un campo fotovoltaico di adeguate dimensioni (e costo), all’adozione di una pompa di calore
monovalente sovradimensionata (con extra costi), alla scelta dell’innovativa tariffa sperimentale D1 che
verrà lanciata nel corso del 2014, che promette una tariffazione più conveniente (e più trasparente) di
tipo “quasi-flat”.
Peraltro la situazione tariffaria nel nostro Paese, così come nel resto d’Europa, è in continua evoluzione,
cosicché non è semplice per il progettista prevedere un profilo tariffario di qui a 24-36 mesi, cioè il
tempo in cui verosimilmente una nuova abitazione sarà completata, venduta e occupata per la prima
stagione di riscaldamento dal cliente finale.
La stessa nuova “Tariffa D1” verrà introdotta come “TARIFFA SPERIMENTALE”, il che potrebbe ingenerare
il dubbio che una volta agganciati un certo numero di utenti che si sposteranno dal riscaldamento a
gas all’elettrico la tariffa potrebbe essere suscettibile di qualche aggiustamento.
Il sistema ideale per l’utente (e che mette al riparo quindi anche il progettista proponente)
dovrebbe essere pertanto un sistema che permetta all’utente finale tra 1-3 o 5 anni di
ripensare le proprie scelte energetiche, ed adattare di conseguenza l’utilizzo del sistema di
42
SISTEMA IBRIDO FERROLI
riscaldamento.
In altre parole, dovrebbe essere un sistema “robusto” rispetto alle potenziali variazioni
tariffarie, non solo presenti ma anche future.
Meglio ancora, un sistema siffatto sarebbe certamente in grado anche di adattarsi
continuamente (di ora in ora) alle variazioni tariffarie, ovvero ad eventuali tariffazioni agevolate
su fasce orarie (es. giorno/notte), sia nel caso in cui l’utente non volesse o non potesse aderire alla
tariffa D1, sia nel caso in cui la liberalizzazione del mercato e la concorrenza sul mercato elettrico
spingesse operatori (italiani o stranieri) a proporre tra qualche mese o qualche anno tariffe con
struttura più vantaggiosa.
Tutte queste considerazioni sui benefici (ma anche sui limiti) delle pompe di calore inserite nel
contesto normativo, edilizio e tariffario italiano, hanno spinto il Gruppo Ferroli a sviluppare
una nuova generazione di SISTEMI, le CALDAIE IBRIDE con POMPA di CALORE, con opzione/
predisposizione per il SOLARE TERMICO per la produzione di acqua calda sanitaria.
Un sistema ibrido così concepito, oltre a risolvere brillantemente tutte le criticità e i dubbi sul
generatore a pompa di calore, presenta anche altri vantaggi non marginali per l’utilizzatore finale.
Innanzitutto questo sistema garantisce all’utente una elevata sicurezza di funzionamento costante
e continuo con qualsiasi condizione climatica esterna (anche eccezionale), anche in caso di
emergenza per malfunzionamento o guasto di uno dei due generatori (in particolare: della pompa
di calore).
In secondo luogo, grazie alla ridondanza dei due sistemi e considerando la maggiore potenza della
caldaia legata alla produzione di acqua calda sanitaria, questo sistema risulta anche “robusto” ovvero
facilmente scalabile rispetto a possibili ampliamenti futuri dell’utenza (es. ristrutturazione edilizia con
ampliamento dell’abitazione), senza la necessità di dover maggiorare/integrare il generatore in tempi
futuri (cosa non sempre banale), nel caso in cui si presentasse questa eventualità.
SISTEMA IBRIDO FERROLI
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4
IL SISTEMA IBRIDO
FERROLI
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SISTEMA IBRIDO FERROLI
Il sistema ibrido Ferroli è realizzato sulla base di una caldaia da INCASSO, con l’opzione per un
“MOBILETTO” di protezione per l’installazione esterna/interna in APPOGGIO al muro, per la massima
flessibilità di installazione sia nelle nuove costruzioni che nelle ristrutturazioni, in ambiente esterno
o anche per una collocazione minimalistica e compatta all’interno.
Lo studio accurato del layout dei componenti interni e le dimensioni relativamente contenute fanno
si che sia difficile a prima vista riconoscere il prodotto da una caldaia a incasso tradizionale.
La pompa di calore utilizzata per il sistema ibrido è del tipo Inverter ad alta efficienza, con circuito
reversibile e dunque funzionante anche in raffrescamento estivo, disponibile in varie potenze.
La connessione delle tubazioni tra la pompa di calore e la parte ad incasso che contiene la caldaia e il
bollitore è del tipo “gas split”, quindi nelle tubazioni non scorre acqua ma fluido refrigerante, il che
rende superfluo l’uso di antigelo nei tubi.
In questo modo Ferroli innova il concetto di ibrido, proponendo per la prima volta una soluzione a
incasso con pompa di calore splittata sul lato gas.
MOBILETTO
INCASSO
SISTEMA IBRIDO FERROLI
45
Il sistema ibrido Ferroli così concepito è un sistema avanzato di tipo quaternario, cioè composto da 4
generatori in 1 singolo sistema.
La pompa di calore idronica lavora sia come generatore di calore in riscaldamento e in produzione di acqua
calda sanitaria che in raffrescamento estivo (caldo/freddo = 2 generatori).
La caldaia a condensazione istantanea combinata (+1 generatore) è del tipo ecologico a bassissime
emissioni di NOx (classe 5). La caldaia contribuisce sia al riscaldamento come generatore integrativo a basse
temperature (booster), che alla produzione di acqua calda sanitaria.
Il sistema solare termico opzionale (+1 generatore), già completamente predisposto nell’incasso, lavora per
integrare la produzione di acqua calda sanitaria tutto l’anno, in particolare nelle mezze stagioni e durante
l’estate si sostituisce quasi del tutto alla pompa di calore, migliorando l’efficienza totale del sistema (anche
e soprattutto rispetto alla pompa di calore che risulta penalizzata da un COP più basso in produzione
sanitaria), ovvero contribuendo a ridurre ulteriormente il fabbisogno di energia primaria dell’impianto.
In questo modo, grazie all’integrazione solare, l’abitazione consegue il minimo possibile valore di
fabbisogno (EPi) nella certificazione energetica, cioè la migliore Classe Energetica, che ne innalza il valore
immobiliare.
La caldaia a condensazione inserita nel sistema può lavorare con un alto range di modulazione (1:10)
ed è dotata di circolatori di zona lato impianto modulanti e in classe A. Questo fa si che l’intervento di
integrazione della caldaia alla pompa di calore sia sempre progressivo e limitato al minimo necessario,
favorendo sempre la soluzione a più alta efficienza (pompa di calore) e minor costo.
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SISTEMA IBRIDO FERROLI
La pompa di calore funziona con refrigerante ecologico R410A ed è ottimizzata (nella versione solo
riscaldamento) per raggiungere il COP attualmente richiesto per la detrazione “efficienza energetica”
della Legge Finanziaria (detraz. IRPEF 65%).
Oltre ai componenti “meccanici” e al layout di insieme particolarmente evoluto, a partire dai generatori
(caldaia, pompa di calore) al top della gamma, con circolatori ad alta efficienza, integrazione solare,
tubazioni splittate gas, realizzazione esclusiva ad incasso, un secondo elemento marcatamente innovativo è
costituito dall’esclusivo “regolatore di sistema”.
Questo nuovo regolatore, specificatamente concepito da Ferroli per il sistema ibrido in cui viene integrato,
permette di parametrizzare accuratamente una serie di variabili necessarie al “funzionamento intelligente”
del sistema.
I sistemi ibridi “factory made” (cioè ingegnerizzati dal costruttore) hanno infatti due grandi vantaggi
rispetto alla mera combinazione di una pompa di calore e di una caldaia qualsiasi, realizzabile più o meno
semplicemente sul posto dall’installatore:
- la garanzia di corretto e sicuro funzionamento legata alla certificazione del prodotto come unità integrale
da parte del costruttore
- la logica di funzionamento integrato di tipo “intelligente” (con regolatore e sensoristica dedicata)
sviluppata, testata, ottimizzata e inserita nel prodotto direttamente dal fabbricante.
Molti dei produttori specialisti di pompe di calore (peraltro non ancora tutti) offrono comunque la
possibilità di integrare una caldaia di backup esterna in ausilio alla pompa di calore, per aggirare il
problema già accennato del costoso sovradimensionamento della pompa di calore per i picchi di
potenza richiesti in bassa temperatura, dato che in Italia la soluzione con la resistenza elettrica è spesso
impraticabile.
Tuttavia quasi tutti questi produttori offrono come unica opzione di controllo dei due generatori la
possibilità di decidere un “punto di bivalenza”, ovvero un unica temperatura esterna, sempre fissa, in base
alla quale decidere il momento della commutazione (o dell’inserimento in parallelo) del secondo generatore
di backup / supporto al primo.
Questo parametro così concepito non ottimizza affatto il funzionamento della combinazione dei due
generatori, se non in modo molto approssimativo: la temperatura di bivalenza scelta è unica sia per il
funzionamento in riscaldamento che in sanitario, con la pompa di calore che può lavorare sia su zone
di impianto a bassa che a media temperatura, quindi in realtà si interviene solo su “metà del COP”, cioè
sul valore di temperatura della sorgente fredda, trascurando l’altra metà del problema (la temperatura di
erogazione all’impianto), egualmente importante per definire appunto il rendimento del sistema.
Lo sviluppo delle logiche di regolazione del mondo del riscaldamento per i sistemi ibridi Ferroli più
tipicamente ricalca una visione di impianto completa, in cui il fattore più critico (il rendimento = COP
istantaneo della pompa di calore) è ponderato e valutato continuamente in funzione di tutta una serie di
variabili, con dati precaricati in fabbrica su impostazioni tipiche ma liberamente riconfigurabili dal tecnico,
al fine di scegliere con cognizione di causa l’utilizzo del generatore veramente più conveniente in quel
preciso momento.
SISTEMA IBRIDO FERROLI
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La temperatura esterna è SOLO UNA di queste variabili (e neppure la più importante), dunque la logica di
regolazione e inserimento dei vari generatori segna un nuovo traguardo, nella concezione di un prodotto
che non è solo l’unione meccanica delle parti, ma è un prodotto che riesce anche a “pensare”.
Tutto questo mette al riparo sia l’utilizzatore che il progettista da sgradite sorprese nela bolletta
elettrica, che come già visto avevano caratterizzato alcuni dimensionamenti e/o installazioni un po’
“troppo approssimative“ di pompe di calore.
Nel regolatore Ferroli per sistemi ibridi un microcontrollore elettronico rileva continuamente a brevi
intervalli alcuni parametri essenziali alla valutazione di funzionamento, sia esterni (temperatura e umidità
dell’aria, potenza producibile da un eventuale sistema fotovoltaico se installato) che interni (setpoint
sulla curva di temperatura di riscaldamento, abbassamento notturno, setpoint sanitario con possibilità di
differenziazione invernale/estiva, temperatura di partenza dell’acqua nel bollitore).
Sulla base di questi parametri e di altre variabili già precaricate (modificabili dal tecnico) come il costo
effettivo dell’energia (gas e elettricità) nelle diverse fasce orarie il regolatore rielabora e ottimizza i valori
fondamentali (come il COP effettivo) che “governano” la scelta dell’uno o dell’altro generatore (o anche di
entrambi in parallelo, se si sceglie questa opzione).
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SISTEMA IBRIDO FERROLI
Viene verificata non solo la convenienza economica (attraverso il calcolo del COP effettivo
e dei costi dell’energia), ma anche i fattori essenziali legati al comfort ovvero alla soddisfazione finale
dell’utente.
Il regolatore riverifica ogni volta il rispetto delle “soglie di comfort”, ovvero degli intervalli di tempo massimi
che non devono essere superati per la messa a regime dell’impianto di riscaldamento (raggiungimento
del setpoint ambiente) e/o per la ricarica del bollitore sanitario, da parte della pompa di calore, a partire
dall’energia necessaria nel serbatoio sanitario (in funzione del livello di temperatura effettivo di partenza) e
dalla potenza effettivamente erogabile dalla pompa di calore (dipendente dalla temperatura esterna, dalla
temperatura di erogazione all’impianto e dall’umidità esterna).
Il sistema in questo modo gestisce in modo intelligente le precedenze tra i vari generatori.
Il sistema solare termico, se presente, avrà sempre priorità massima sulla caldaia e sulla pompa di calore per
la produzione sanitaria.
La caldaia avrà precedenza sulla pompa di calore in funzione (come appena visto) del calcolo puntuale
del COP e della convenienza economica/tariffaria, oppure nel caso in cui la pompa di calore sia attiva in
modalità raffrescamento.
Grazie alla lunga esperienza da produttore di caldaie, Ferroli ha potuto osservare e analizzare nel tempo
quanto il comfort sanitario sia importante per l’utente finale, soprattutto se abituato a utilizzare una
caldaia a gas istantanea (come nel 99% dei casi in Italia).
Il regolatore per sistemi ibridi Ferroli è stato quindi sviluppato con una gestione molto attenta delle “soglie
di comfort” ovvero in particolare dei tempi di ripristino del bollitore sanitario, che sono personalizzabili
anche su differenti fasce orarie, in base alle indicazioni dell’utente.
In questo modo è possibile far si che il ripristino del bollitore nelle ore del primo mattino o della sera (per
eventuali usi doccia) sia sensibilmente più veloce, anche eventualmente a discapito dell’efficienza massima
(cioè dando precedenza alla caldaia al posto della pompa di calore), rispetto al ripristino al mattino tardi o
nel primo pomeriggio, quando la temperatura dell’accumulo può essere di per sé già sufficiente per utilizzi
di acqua in volumi ridotti, e la pompa di calore può essere attivata per ripristinare il serbatoio di acqua
calda anche mentre è in corso il prelievo sanitario in quantità ridotte, al posto della caldaia (sempre che il
livello di temperatura esterna e la tariffa elettrica lo rendono conveniente).
Come ulteriore elemento di novità e innovazione nel panorama dei sistema integrati a energia
rinnovabile, il prodotto ibrido Ferroli prevede anche una speciale predisposizione per uso “100% elettrico”
monoenergetico, cioè in cui la pompa di calore ha il supporto di una resistenza elettrica di backup.
Questa opzione può risultare ad esempio gradita nei casi in cui si installi il sistema ibrido congiuntamente a
un impianto fotovoltaico che possa autoprodurre tutta (o quasi) la quota annua di consumi; come già visto
in tutti gli altri casi le tariffe elettriche sconsiglierebbero infatti questa soluzione.
Peraltro, questa opzione può anche essere utile nei casi in cui si installi il sistema ibrido a pompa di calore
(magari con l’ausilio del solare termico) in sostituzione di combustibili comunque più costosi “all’origine”
rispetto all’energia elettrica (es.: al posto di caldaie a GPL o a GASOLIO).
SISTEMA IBRIDO FERROLI
49
SCHEDA TECNICA MODULO IBRIDO
NEW
MODULO IBRIDO
CALDAIA A CONDENSAZIONE - BOLLITORE SANITARIO
Portata termica max riscaldamento
kW
Portata termica min riscaldamento
kW
Potenza termica max risc. (80/60°C)
kW
Potenza termica min risc. (80/60°C)
kW
Potenza termica max risc. (50/30°C)
kW
Potenza termica min risc. (50/30°C)
kW
Portata termica max sanitario
kW
Portata termica min sanitario
kW
Potenza termica max san.
kW
Potenza termica min san.
kW
Rendimento Pmax (80-60°C)
%
Rendimento Pmin (80-60°C)
%
Rendimento Pmax (50-30°C)
%
Rendimento Pmin (50-30°C)
%
Rendimento 30%
%
Classe efficienza direttiva 92/42 EEC
Classe di emissione NOx
Pressione gas alimentazione G20
mbar
Portata gas max G20
m3/h
Portata gas min G20
m3/h
Pressione gas alimentazione G31
mbar
Portata gas max G31
kg/h
Portata gas min G31
kg/h
Pressione max esercizio risc.
bar
Pressione min esercizio risc.
bar
Temperatura max risc.
°C
Contenuto acqua risc.
litri
Capacità vaso di espansione risc.
litri
Pressione precarica vaso di esp. risc.
bar
Pressione max esercizio san.
bar
Pressione min esercizio san.
bar
Contenuto acqua bollitore san.
litri
Capacità vaso di espansione san.
litri
Pressione precarica vaso di esp. san.
bar
Portata sanitaria Δt 30°C l/10min *
l/10 min
Portata sanitaria Δt 30°C l/h *
l/h
Classe sanitario EN13203
Capacità vaso di espansione solare
litri
Grado protezione
IP
Tensione di alimentazione
V/Hz
* Portata ottenuta senza l’apporto del circuito solare termico
50
SISTEMA IBRIDO FERROLI
18 kW
17,4
2,2
17,0
2,1
18,5
2,4
17,4
2,2
17,0
2,1
98
97,8
106,1
107,5
108,8
★★★★
5
20
1,84
0,42
37
1,36
0,31
3
0,8
95
18
8
1
9
0,25
150
8
3
190
600
★★★
18
X5D
230/50
25 kW
25,0
2,7
24,5
2,6
26,5
2,9
27,5
2,7
27
2,6
98
97,8
106,1
107,5
108,8
★★★★
5
20
2,86
0,29
37
2,11
0,21
3
0,8
90
18
8
0,8
9
0,25
150
8
3
240
870
★★★
18
X5D
230/50
SCHEDA TECNICA UNITÀ ESTERNA INVERTER
NEW
mod. 6 - 8 - 10 kW
UNITÀ ESTERNA
POMPA DI CALORE SPLITTATA GAS
6 kW
PRESTAZIONI IN RISCALDAMENTO CON PAVIMENTO RADIANTE
Resa A7-W35
kW
6,50
COP A7-W35
4,14
Assorbimento A7-W35
kW
1,57
Resa A2-W35
kW
5,36
COP A2-W35
3,46
Assorbimento A2-W35
kW
1,55
Resa A(-7)-W35
kW
4,42
COP A(-7)-W35
2,93
Assorbimento A(-7)-W35
kW
1,51
PRESTAZIONI IN RAFFRESCAMENTO CON PAVIMENTO RADIANTE
Resa A35-W18
kW
5,70
EER A35-W18
3,50
Assorbimento A35-W18
kW
1,63
PRESTAZIONI IN RISCALDAMENTO CON FAN COILS O RADIATORI
Resa A7-W45
kW
5,91
COP A7-W45
3,23
Assorbimento A7-W45
kW
1,83
Resa A2-W45
kW
4,83
COP A2-W45
2,68
Assorbimento A2-W45
kW
1,80
Resa A(-7)-W45
kW
3,93
COP A(-7)-W45
2,28
Assorbimento A(-7)-W45
kW
1,72
PRESTAZIONI IN RAFFRESCAMENTO CON FAN COILS
Resa A35-W7
kW
4,19
EER A35-W7
2,65
Assorbimento A35-W7
kW
1,58
PRESTAZIONI IN PRODUZIONE DI ACQUA CALDA SANITARIA
Resa A7-W55
kW
5,52
COP A7-W55
2,45
Assorbimento A7-W55
kW
2,25
DIMENSIONI UNITÀ ESTERNA
Larghezza
mm
Profondità
mm
Altezza
mm
LIVELLO DI PRESSIONE SONORA UNITÀ ESTERNA
* in funzionamento in riscaldamento
dB[A] a 1m *
alla max frequenza
COLLEGAMENTI FRIGORIFERI
Gas
mm (inch)
12.7 (1/2")
Liquido
mm (inch)
6.35 (1/4")
LIMITI OPERATIVI
T min. (riscaldamento)
°C
T max. raffrescamento (produzione ACS)
°C
ALIMENTAZIONE ELETTRICA
V - ph - Hz
8 kW
10 kW
9,00
4,15
2,17
7,42
3,45
2,15
6,12
2,94
2,085
10,0
4,10
2,44
8,24
3,40
2,42
6,8
2,89
2,35
9,50
3,70
2,57
11,0
3,40
3,24
8,19
3,24
2,53
6,69
2,69
2,49
5,44
2,29
2,38
9,1
3,19
2,85
7,44
2,66
2,8
6,05
2,26
2,68
6,98
2,85
2,45
8,09
2,62
3,09
7,65
2,45
3,12
8,5
2,42
3,51
921
427
791
59
15.9 (5/8")
9.52 (3/8")
-20
48 (45)
230 - 1- 50
SISTEMA IBRIDO FERROLI
51
VISIONE D'INSIEME DEL MODULO IBRIDO
52
SISTEMA IBRIDO FERROLI
SCHEMA IDRAULICO DEL SISTEMA IBRIDO
SISTEMA IBRIDO FERROLI
53
RIASSUMENDO: 12 PUNTI DI
ATTENZIONE DELLE PDC CHE SONO
RISOLTI CON IL SISTEMA IBRIDO:
PROGETTO, SOVRADIMENSIONAMENTO E USI IMPROPRI
1- sensibilità del COP (e fermi macchina) legati alla temperatura esterna, all’umidità e ai
cicli sbrinamento
2- obbligo di sovradimensionamento della PdC, del contatore (TRIFASE) e delle linee
elettriche (sovracosti) x sottocapacità di riscaldamento
3- errori in cantiere (differenze lato edificio o impianto rispetto al progetto sulla carta)
4- comportamenti e aspettative dell’utente (con impatto sui costi operativi delle PdC)
non chiaramente comunicate/discusse con il progettista prima della scelta del tipo di
impianto
PRODUZIONE ACS
5- produzione dell’ACS con un COP non soddisfacente della PdC (=> meglio ACS con
caldaia + solare termico oppure PdC dedicata solo per l’ACS)
6- impossibilità di produzione ACS in modalità istantanea (come con una caldaia combi);
necessità di un bollitore speciale, con tempo di reintegro dell’ACS non sempre in linea
con le aspettative
7- produzione dell’ACS in estate durante il raffrescamento (specialmente sui fan coils
che non si possono fermare)
SCOP REALI E GESTIONE INTELLIGENTE DELLE TARIFFE
8- costi dell’energia non adatti all’impiego per 12 mesi delle PdC
9- adattamento istantaneo (opportunistico) alle tariffe per fasce orarie di gas vs.
elettricità
10- adattamento alle tariffe future dell’energia (possibilità di “tornare indietro” sui
criteri di scelta gas vs. elettrico a parità di condizioni esterne/interne)
SICUREZZA e FLESSIBILITÀ
11- sicurezza di funzionamento costante e continuo con qualsiasi condizione climatica
esterna (anche eccezionale), anche in caso di emergenza per malfunzionamento o guasto
di uno dei 2 generatori, rispetto al singolo generatore.
12- predisposizione per possibili ampliamenti futuri dell’impianto di riscaldamento
(ridondanza della potenza installata con la presenza della caldaia di backup)
54
SISTEMA IBRIDO FERROLI
i migliori gradi centigradi
AVVISO PER GLI OPERATORI COMMERCIALI:
Nell’ottica della ricerca del miglioramento continuo della propria gamma produttiva,
al fine di aumentare il livello di soddisfazione del Cliente, l’Azienda precisa che le
caratteristiche estetiche e/o dimensionali, i dati tecnici e gli accessori possono essere
soggetti a variazione.
Occorre pertanto prestare la massima cura affinché ogni documento tecnico e/o
commerciale (listini, cataloghi, depliants ecc…) fornito al Cliente finale risulti essere
aggiornato con l’ultima edizione. I prodotti del presente documento possono essere
considerati coperti da garanzia se acquistati e installati in Italia.
L’Organizzazione Commerciale e quella dei Centri di Assistenza Tecnica sono reperibili
sul sito internet www.ferroli.it.
Per qualsiasi informazione riguardante
i prodotti e l’Assistenza Tecnica contattare:
800-59-60-40
CONSULENZA: [email protected]
POST-VENDITA: [email protected]
Ferroli spa
37047 San Bonifacio (VR) Italy
Via Ritonda 78/A
tel. +39.045.6139411
fax +39.045.6100933
www.ferroli.it