Abbiamo raccolto e suddiviso per argomenti le domande che ci avete posto durante il webinar "Componenti e schemi per impianti a pompa di calore aria-acqua":
Qui sotto il video registrato.
SEPARAZIONE IDRAULICA DEI CIRCUITI
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Si può utilizzare uno scambiatore di calore al posto di un separatore idraulico per separare il circuito primario della PDC dal secondario delle utenze riscaldamento e ACS?
Si, bisogna però tenere conto delle perdite prestazionali. La pompa di calore lavora in modo efficiente con basse temperature, quindi utilizzando uno scambiatore per separare i circuiti è necessario innalzare la temperatura di mandata con conseguenti cali di rendimento
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Come si dimensiona un separatore idraulico?
Il separatore idraulico si dimensiona con riferimento alla portata massima all’imbocco. Il valore scelto deve essere il maggiore tra la somma delle portate del circuito primario (GPRIM) e la somma delle portate del circuito secondario (GSEC).
Esempio:
GPRIM MACCHINA = 3 m3/h e GSEC UTENZE = 2,5 m3/h -> (3 m3/h > 2,5 m3/h)
Misura selezionata separatore idraulico Serie 548 -> 1 ¼” (4 m3/h)
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Misura |
Portata (m3/h) |
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1" |
2,5 |
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1 1/4" |
4 |
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1 1/2" |
6 |
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2" |
8,5 |
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Se utilizzo il circolatore della macchina con una portata inferiore rispetto alla somma gestita dalle utenze è sbagliato usare il separatore idraulico?
Se risulta necessario separare idraulicamente i circuiti, perché ad esempio vengono installati dei gruppi di rilancio, la portata sul circuito primario, quindi quella gestita dalla macchina, deve essere maggiore o uguale a quella del secondario (utenze) per un funzionamento ottimale della macchina
LEGGI IL CAPITOLO "SEPARATORE IDRAULICO"
ACCUMULO INERZIALE
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Come si dimensiona l'accumulo inerziale nei due casi con e senza servizio di ACS?
Per quanto riguarda il contesto residenziale medio-piccolo, solitamente l’accumulo inerziale viene collocato nel lato del circuito di riscaldamento/raffrescamento, in modo da non influire sulla produzione di ACS. Quindi il dimensionamento segue solamente le esigenze del circuito a servizio dell’impianto.
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Come si dimensiona l’accumulo inerziale per uso riscaldamento nel caso di PDC aria-acqua?
Il volume minimo di acqua che deve essere contenuto nell’impianto viene indicato dai produttori delle pompe di calore nelle schede tecniche. Generalmente si valuta come valore medio 5-7 litri per ogni kW di potenza della macchina.
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Che differenza c'è tra accumulo in mandata o sul ritorno? L’accumulo può avere un volume superiore a 10 litri per kW di potenza della pompa di calore?
L’accumulo inerziale collocato sulla mandata garantisce la continuità di temperatura agli emettitori, ma posizionandolo sul ritorno si potrebbe sfruttare una messa a regime dell’impianto più immediata grazie al collegamento diretto tra la macchina e le utenze. Il volano termico può avere un volume superiore ai 10 litri per kW termico e generalmente non crea problemi di funzionamento per le macchine. Bisogna porre attenzione solo nel caso di posizionamento dell’accumulo in mandata in quanto volumi generosi potrebbero aumentare il tempo di messa a regime dell’impianto.
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Il serbatoio inerziale dovrebbe garantire un minimo di contenuto d'acqua per proteggere lo scambiatore gas/acqua della macchina. Visto che di solito l'impianto di riscaldamento ha un volume maggiore di quello contenuto nel lato serpentino ACS, non sarebbe meglio installare l'inerziale sul ritorno collegandolo in comune tra il lato sanitario e il lato riscaldamento con un TEE? E nel caso di solo riscaldamento + ACS senza raffrescamento?
Il serpentino dell’ACS presenta un contenuto d’acqua ridotto ma l’inerzia termica è garantita dalla massa d’acqua contenuta nel bollitore, pertanto non vi sono problemi nel funzionamento sanitario. Inoltre, avere l’accumulo sul ritorno comune crea problemi di gestione corretta delle temperature: durante il funzionamento in riscaldamento la macchina lavora con temperature diverse rispetto a quelle della produzione di ACS, quindi l’accumulo non sarebbe energeticamente efficiente.
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Nel collegamento del sistema inerziale a "3 tubi" è necessario un circolatore aggiuntivo e installare una valvola di ritegno sulla mandata?
Con questa configurazione la separazione idraulica è garantita. Nel caso non ci fosse la pompa sul secondario la pompa di calore andrebbe a sfogare la sua portata all’interno dell’accumulo piuttosto che all’interno dell’impianto, in quanto nell’accumulo l’acqua non incontra resistenza. Quindi non avremmo prevalenza utile per pompare acqua verso le utenze, pertanto in questo caso è necessario prevedere un gruppo di rilancio sul secondario. Le valvole di ritegno non sono funzionalmente richieste per questo tipo di configurazione, anche sé la loro installazione non pregiudica il funzionamento e può contrastare eventuali circolazioni parassite innescate da gradienti termici.
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Usando l'accumulo come disgiuntore, conviene invertire la mandata con il ritorno per meglio stratificare l'acqua nelle stagioni sia calde sia fredde?
È vero che la stratificazione è inversa quando si commuta tra regime estivo e regime invernale, ma nel contesto residenziale medio-piccolo, dal punto di vista economico, la logica di inversione e le valvole di commutazione stagionali non sono economicamente appetibili.
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PDC che lavora con un serbatoio inerziale a bassa resistenza idraulica. Fissato il ΔT sulla macchina, in base alla massima potenza erogabile, come avviene la regolazione della portata?
Nel caso di un impianto di taglia domestica, in genere, i circolatori sono gestiti dalla pompa di calore stessa. Se il circolatore è esterno, la regolazione si può basare sul salto termico ma con il vincolo di garantire sempre la portata minima richiesta dalla macchina.
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La configurazione con l'accumulo inerziale nella versione a tre tubi è preferibile nel caso di impianto caldo/freddo?
In genere sì, perché evita miscelazioni dovute alla stratificazione. Una soluzione equivalente può essere l’accumulo sul ritorno unito ad un separatore idraulico senza funzione inerziale.
LEGGI IL CAPITOLO "ACCUMULO INERZIALE"
VALVOLE ANTIGELO
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In caso di intervento delle valvole antigelo, come avviene il reintegro dell’acqua scaricata? Qual è l’entità delle perdite di carico che introducono nel circuito?
Si consiglia di avere un gruppo di riempimento attivo non intercettato poiché la valvola antigelo funziona bene se viene reintegrata l’acqua nell’impianto, in modo da non svuotare l’impianto e far chiudere l’otturatore il prima possibile. Questo grazie all’acqua proveniente dalla rete idrica e dall’edificio che si trova ad una temperatura superiore. Le perdite di carico sono praticamente nulle, in quanto è una valvola a passaggio libero.
LEGGI IL CAPITOLO "PROTEZIONE ANTIGELO"
IMPIANTO A POMPA DI CALORE ARIA-ACQUA
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Una pompa di calore si abbina bene ad un pavimento radiante o radiatori a bassa temperatura. I ventilconvettori si abbinano bene oppure sono una scelta non efficiente?
Le pompe di calore aria-acqua possono essere abbinate anche ai ventilconvettori, i modelli attuali lavorano con temperature di mandata di 45-55 °C. Inoltre, possono funzionare in modalità raffrescamento con deumidificazione, quindi si sposano bene con le pompe di calore. Tuttavia, anche se la scelta è energeticamente accettabile è comunque meno efficiente di sistemi che lavorano a più basse temperature.
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In caso di doppio impianto (pavimento radiante + ventilconvettori) è più conveniente impostare la temperatura di mandata a 35 °C con una resistenza su un separatore idraulico dedicato ai ventilconvettori, oppure a 45 °C con una valvola miscelatrice per diminuire la temperatura da mandare al pavimento radiante?
In questo caso è conveniente impostare la temperatura di produzione della pompa di calore a 45 °C, in quanto l’efficienza di produzione della pompa di calore anche se cala è sicuramente superiore alle performance della resistenza elettrica. Inoltre, bisogna considerare che in condizioni di carico parziale questa temperatura può essere diminuita nei ventilconvettori.
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Le considerazioni sulla temperatura per i pavimenti radianti sono le stesse anche per i pannelli a soffitto?
Generalmente sì, tuttavia gli impianti a soffitto possono avere temperature di mandata leggermente maggiori. È comunque opportuno dimensionare questi sistemi a soffitto alla minor temperatura di mandata possibile per ovvie ragioni di efficienza.
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Alimentando i ventilconvettori o i radiatori a temperature di 55-60 °C talvolta non si raggiungono le condizioni termiche di progetto previste nelle abitazioni, come si può procedere in quei casi? Alcuni costruttori di PDC dicono che le loro macchine raggiungono anche alte temperature, es. 70 °C.
Esistono delle soluzioni tecnologiche per raggiungere temperature più alte, come ad es. 80 °C, quindi abbinabili alle temperature di progetto degli impianti tradizionali. Tali macchine però sono particolari e di solito non garantiscono una buona convenienza economica (macchine a doppio compressore o con cicli meno performanti). Quindi, in questi casi, è utile porre più attenzione al limite economico rispetto a quello tecnologico.
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La regolazione climatica negli impianti con PDC aria-acqua?
Come approfondito su Idraulica 61, i vantaggi di una regolazione climatica rispetto ad una a punto fisso sono tanto più consistenti quanto più è elevata la temperatura di mandata ai terminali in condizioni di progetto. In ogni caso è opportuno impostare la temperatura di mandata delle pompe di calore in base a curve climatiche per ottenere i maggiori benefici.
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Il corretto posizionamento del filtro defangatore e del disaeratore?
Il disaeratore deve essere posizionato sulla mandata del generatore, ovvero il punto più caldo dell’impianto e quindi dove si trovano con più probabilità le bolle d’aria. Il filtro defangatore magnetico, invece, è utile installarlo a monte del generatore per salvaguardare prima di tutto lo scambiatore della pompa di calore dalle impurità.
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Sostituzione di caldaia e radiatori con pompa di calore e ventilconvettori: le tubazioni di distribuzione sono da sostituire o sono compatibili?
L’impianto a pompa di calore, a differenza di quello a caldaia, lavorando con salti termici ridotti necessita di una portata d’acqua maggiore. Pertanto è necessario valutare se il sistema di distribuzione sia in grado o meno di reggere le nuove portate in circolo nell’impianto.
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Gli schemi presentati nel Coffee possono essere utilizzati anche per il raffrescamento?
Se il raffrescamento è fatto con gli stessi terminali e la macchina è reversibile gli schemi risultano validi. Bisogna comunque porre attenzione al dimensionamento di questi terminali che siano funzionali anche in raffrescamento. Se si utilizza come terminale il pavimento radiante, questi schemi vanno integrati con un sistema di deumidificazione.
LEGGI IL CAPITOLO "IMPIANTI A POMPA DI CALORE ARIA-ACQUA"
LEGGI IL CAPITOLO "COMPONENTI DI UN IMPIANTO A POMPA DI CALORE"
LEGGI anche le risposte al webinar "Idraulica 61 - Gli impianti a pompa di calore aria-acqua"
Buonasera, vorrei chiedervi delle informazioni sui impianti PDC. Siccome ho due Pompe di calore caldo freddo a Parallelo dovrò installare una valvola di non ritorno? L'impianto esistente e composto da un impianto di riscaldamento a due tubi penso o saldato oppure monotubo termosifoni in alluminio e in più 4 Fancoil. Ho un volano termico da 100 LT. È possibile trovare un schema di impianto? Sinceramente il lavoro non è mio ma di altri Idraulici. Praticamente vorrei fare delle tubazioni di diametro 40 allacciandomi al volano termico mandata su e ritorno giù e lo stesso sul uscita. Poi due circolatori di rilancio una sul riscaldamento e l'altra sui Fancoil. Sul riscaldamento penso che non funzionerebbe bene perché il PDC Panasonic elabora una temperatura max di 50. Ma per alimentare i Fancoil servirà una valvola a due vie oppure una elettro valvola se voglio che non funzionano i Fancoil?
In reply to Buonasera, vorrei chiedervi by Stefano
Buongiorno, per un'adeguata realizzazione dell'impianto, con tutti gli accessori necessari e il corretto dimensionemento delle tubazioni, sarebbe opportuno consultare la documentazione del produttore della PDC e uno studio tecnico che realizzi il progetto.
Buongiorno, ho un dubbio. Nella configurazione dell'accumulo inerziale a 3 tubi, potrebbe esserci il rischio che l'acqua di ritorno del secondario (anche con p.d.c attiva in riscaldamento) vada a cortocircuitare nell'accumulo uscendo dalla mandata al secondario (chiamata dalle pompe di rilancio) invece che tornare alla pompa di calore, riducendo così la portata al primario?
Altra domanda: cosa consigliate in questa configurazione per mantenere sotto controllo il salto termico e quindi garantire la portata minima al primario? Dove si dovrebbero piazzare eventuali sonde? Possono essere già a bordo della pompa di calore?
Grazie
In reply to Buongiorno, ho un dubbio. by anto_cata
Buongiorno,
la corretta realizzazione degli impianti a pdc prevede una portata di primario superiore a quella di secondario per evitare di implementare troppo i salti termici. Questo concetto dovrebbe impedire il fenomeno del ripescaggio del ritorno sulla mandata. Tuttavia non è sempre possibile da sviluppare. Lo schema in oggetto consente di sfruttare completamente la portata proveniente dal generatore ed integrare con la portata di ritorno solamente in caso di necessità. In questa configurazione, l'accumulo inerziale assume la funzione di separatore idraulico, garantendo la corretta quantità d'acqua su entrambi i lati del dispositivo, portata minima per il funzionamento della pdc compresa.
Le sonde di temperatura sono preinstallate di fabbrica nella pompa di calore e collegate alla sua centralina.
Buongiorno.
Visto la vostra ottima conoscenza spero di ricevere un vostro consiglio.
Casa singola 210 mq molto isolata e performante.
Pdc da 12 Kw che gestisce 2 appartamenti piano terra e piano primo.
Riscaldamento e raffrescamento radiante con Vmc + deumidificazione.
La Pdc lavora sulla mandata dell’inerziale da 100 Lt che a sua volta manda all’impianto tramite 2 pompe L di rilancio e circolatore con valvola miscelatrice nei 2 appartamenti.
Se io imposto una mandata fissa di 30 sulla Pdc in impianto ne arrivano 28.
Lavorando con termostati sempre in chiamata se imposto 30 di set sulla centralina del radiante le valvole rimangono sempre aperte al 100% xche nn viene soddisfatto il set di 30.
Qual’e il modo più corretto e con minore consumi da lavorare?
Mandata fissa Pdc e mandata fissa centralina radiante oppure 2 curve climatiche che xo la Pdc ha una sonda esterna e centralina del radiante un’altra e quindi c’è differenza di lettura senza poi contare i 2 gradi di differenza sulla mandata?
Spero essere stato il più chiaro possibile per un vostro aiuto.
Grazie per il servizio che offrite.
In reply to Buongiorno. by Davide
Buongiorno, normalmente le valvole di miscelazione richiedono una temperatura in ingresso superiore a quella di set-point per poter regolare correttamente la temperatura in arrivo al collettore dell'impianto a pavimento. L'accumulo inerziale di cui parla, molto probabilmente è collegato con la funzione di separatore idraulico. E' molto plausibile che in questo punto, avendo una portata di secondario leggermente maggiore a quella di primario, avvenga una piccola miscela che evidenzi la perdita dei due gradi indicati. Suggeriamo di aumentare leggermente la temperatura di mandata della pdc, in modo da ottimizzare il funzionamento dell'impianto.
Buonasera, in un impianto ibrido composto da caldaia a condensazione a gas-pompa di calore aria -acqua, ho la pompa di calore che non ha vaso di espansione integrato per cui si necessiterebbe dell'utilizzo di un vaso di espansione chiuso esterno opportunamente dimensionato. Ora poichè tra caldaia e pompa di calore esiste un collegamento con separatore-collettore e poichè la caldaia ha un vaso di espansione interno, ho pensato che sia lecito /opportuno considerare la capienza di quest'ultimo per capire se il suo volume debba essere integrato da uno esterno. Qualora il volume del vaso caldaia fosse sufficiente mi risparmio il vaso espansione esterno. Il mio ragionamento è corretto o mi perdo qualcosa per cui non posso ragionare così?
In reply to Buonasera, in un impianto… by michele fina
Buongiorno, il concetto da tenere a mente è l'intercettabilità dei vasi d'espansione. Di base è consigliabile dotare ogni generatore di un proprio vaso d'espansione, in modo che le variazioni di pressione vengano sempre mantenute sotto controllo. Utilizzando il vaso d'espansione già presente nella caldaia a condensazione, nel momento di una manutenzione, ad esempio, l'impianto non avrebbe possibilità di regolare la pressione interna, pertanto interverranno le valvole di sicurezza.
In reply to Buongiorno, il concetto da… by marco_godi
Grazie del riscontro, dalla risposta deduco che tecnicamente è corretto ( fato salvo il volume idoneo) ma è 'solo' una questione manutentiva
In reply to Grazie del riscontro, dalla… by michele fina
L'installazione tecnicamente corretta prevede i due vasi a servizio ciascuno del proprio generatore. Altre tipologie di installazione potrebbero genererare dei problemi.
Buongiorno.
Ho una pdc collegata ad inerziale di 100 Lt tramite collegamento a 4 tubi.
Radiante a pavimento il Piano Terra con tutte le testine aperte la portata è di 9 lt/min.
Il Piano Primo 19 lt/min.
La pdc collegata all’inerziale è settata per ad portata Max di 29,4 lt/min.
Il secondario che è servito da 2 pompe di rilancio sono settate alla velocità 1 il Piano Terra e alla velocità 3 il Piano Primo.
La mia domanda è: come devono essere bilanciate le portate primario e secondario?
E se devono essere uguali oppure leggermente superiori al primario come faccio a sapere se la portata delle 2 pompe di rilancio sono bilanciate?
Purtroppo i grafici relative alle curve delle pompe non riesco ad interpretarle.
In reply to Buongiorno.Ho una pdc… by Davide
Buongiorno, per capire le portate circolanti sui due lati di un impianto è necessario fare delle misurazioni in loco tramite appositi strumenti. Ciò nonostante, per comprendere se l'impianto stia lavorando bene, occorre valutare il salto termico tra mandata e ritorno sui due lati del separatore idraulico inerziale. L’impianto risulta correttamente funzionante nel caso in cui quello primario sia inferiore a quello secondario. In questa condizione la portata lato pompa di calore sarà superiore a quella lato emettitori.