Pompa di calore: termini chiave spiegati in modo semplice (COP, SCOP, JAZ)
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Stefano Fonseca ist Ingenieur für Energie und Umwelt mit über sechs Jahren Erfahrung in der technischen Gebäudeausrüstung (TGA). Er kombiniert technisches Fachwissen mit einer Leidenschaft für verständliche Kommunikation. Seit mehr als fünf Jahren schreibt er als freiberuflicher Redakteur über erneuerbare Energien und nachhaltiges Wohnen, insbesondere über Photovoltaik und Wärmepumpen.
Le pompe di calore sono considerate sistemi di riscaldamento efficienti, ma la loro tecnologia è molto più di quanto sembri. Termini come COP, SCOP e JAZ riappaiono più e più volte, ma cosa significano realmente? Chi possiede o progetta una pompa di calore dovrebbe conoscere le cifre chiave e i termini tecnici più importanti. In questo articolo troverai i termini più importanti e il loro significato.
Cos'è il COP (Coefficient of Performance)?
Il COP (Coefficient of Performance) indica il rapporto tra la potenza termica generata e la potenza elettrica assorbita in un momento specifico. Viene misurato in condizioni di laboratorio e mostra l'efficienza di una pompa di calore in condizioni ideali.
Il valore dipende da diversi fattori, tra cui Temperatura della fonte di calore, il temperatura di flusso E il Efficienza del compressores. Un COP elevato significa una pompa di calore efficiente con un basso consumo energetico.
Poiché il COP è solo un'istantanea, non fornisce alcuna informazione sull'efficienza durante tutto l'anno. Per una valutazione realistica dell'efficienza, SCOP o JAZ sono più significativi.
Come si calcola il valore COP?
Il valore COP viene calcolato dividendo la potenza di riscaldamento per la potenza del motore elettrico. La formula è:
COP = potenza termica (kWh) /potenza motrice elettrica (kWh)
La potenza del motore elettrico descrive la quantità di elettricità utilizzata per questo scopo in kWh.
Un COP più elevato significa una pompa di calore più efficiente, poiché viene generato più calore con meno elettricità. Il COP è determinato in condizioni di laboratorio standardizzate in conformità alla norma EN 14511 e rappresenta un'istantanea. Per una valutazione dell'efficienza per tutto l'anno, lo SCOP o il JAZ sono più significativi.
Qual è un buon valore COP?
Un buon valore COP è generalmente compreso tra 3,1 e 5,1, a seconda del tipo di pompa di calore e delle condizioni operative. Le pompe di calore con un COP inferiore a 2 sono considerate antieconomiche.
Che cos'è lo SCOP (Seasonal Coefficient of Performance)?
Lo SCOP (Seasonal Coefficient of Performance) fornisce il COP medio su un anno intero ed è quindi un indicatore di efficienza più realistico. A differenza del COP, lo SCOP tiene conto delle fluttuazioni stagionali come i periodi invernali, estivi e di transizione. Mostra l'efficienza di una pompa di calore in condizioni operative reali.
Un SCOP elevato significa una migliore performance annua e minori costi dell'elettricità. Il calcolo si basa su zone climatiche e profili di carico di riscaldamento standardizzati. Lo SCOP è quindi un valore importante per confrontare diversi modelli di pompe di calore.
Come si calcola il valore SCOP?
Il valore SCOP viene calcolato dividendo l'energia termica generata in un anno per l'energia elettrica spesa per essa. La formula è:
SCOP = capacità di riscaldamento (kWh) /potenza di azionamento elettrico (kWh)
Il calcolo tiene conto del fabbisogno di calore variabile e delle variazioni della temperatura esterna nelle diverse stagioni. A tale scopo sono definite zone climatiche e punti operativi standardizzati. A seconda dell'ubicazione e del fabbisogno di riscaldamento, lo SCOP effettivo può differire dalle misurazioni di laboratorio. Un valore SCOP elevato significa una pompa di calore più efficiente con costi operativi inferiori.
Cos'è un buon punteggio SCOP?
Un buon punteggio SCOP è almeno Da 3,5 a 5,0, a seconda del tipo di pompa di calore e delle condizioni climatiche. Pompe di calore con uno SCOP riportato di seguito 3.0 sono considerati inefficienti e comportano un aumento dei costi dell'elettricità.
Che cos'è il JAZ (dato sulla performance annuale)?
Il JAZ (dato sulle prestazioni annuali) indica l'efficienza effettiva raggiunta da una pompa di calore in funzionamento pratico nell'arco di un anno. Viene calcolato sulla base del consumo reale di elettricità e della potenza termica effettiva generata. A differenza di SCOP, che si basa su dati climatici standardizzati, JAZ tiene conto di tutte le influenze individuali come l'isolamento degli edifici, il comportamento del riscaldamento e le condizioni meteorologiche regionali.
Un valore JAZ elevato significa una pompa di calore efficiente con bassi costi di elettricità. Il JAZ può essere migliorato attraverso una buona pianificazione, una bassa temperatura di flusso e un controllo ottimale della pompa di calore.
Quali fattori influenzano il JAZ?
Il JAZ (fattore di prestazione annuale) è influenzato da diversi fattori che hanno un effetto diretto sull'efficienza della pompa di calore nel funzionamento reale.
- temperatura di flusso: Più bassa è la temperatura di mandata, più efficiente è il funzionamento della pompa di calore. Circa 35 °C è ottimale, motivo per cui i sistemi di riscaldamento a superficie come i sistemi di riscaldamento a pavimento, parete o soffitto sono particolarmente adatti. Le alte temperature di flusso aumentano il consumo energetico e riducono l'efficienza.
- fonte di calore: La differenza di temperatura tra la fonte di calore e la temperatura di flusso influenza JAZ. Le pompe di calore acqua/acqua hanno i valori migliori, poiché le acque sotterranee offrono temperature elevate tutto l'anno. Le pompe di calore aria/acqua hanno prestazioni peggiori perché l'aria esterna si raffredda notevolmente in inverno.
- isolamento degli edifici: Un buon isolamento riduce il consumo di calore e migliora il JAZ, poiché la pompa di calore deve riscaldare meno.
- temperatura esterna: Nelle regioni più fredde, il JAZ è generalmente più basso perché la pompa di calore richiede più energia per compensare la maggiore differenza di temperatura tra la fonte di calore e la temperatura di flusso.
- comportamento di utilizzo: La ventilazione frequente, gli ambienti surriscaldati o il riscaldamento irregolare dei singoli ambienti aumentano la richiesta di calore e riducono il JAZ. Il controllo del riscaldamento controllato dalle condizioni atmosferiche aiuta a ottimizzare l'efficienza.
Per una migliore panoramica:
Come si calcola il JAZ?
Il JAZ (dato sulla performance annuale) viene calcolato dividendo l'energia di riscaldamento generata nell'anno per l'energia elettrica utilizzata. La formula è:
JAZ = capacità di riscaldamento annua/consumo annuo di elettricità
- Potenza termica annua: La quantità totale di calore generata nell'anno in kilowattora (kWh).
- Consumo energetico annuo: L'energia elettrica totale richiesta a tale scopo in kilowattora (kWh).
Un esempio:
- Una pompa di calore produce all'anno 15.000 kWh Calore per riscaldamento e acqua calda.
- Il consumo energetico della pompa di calore è 4.000 kWh.
- Il JAZ è: 15.000 kWh/4.000 kWh = 3,75.
Un JAZ più alto significa una pompa di calore più efficiente con costi elettrici inferiori. Può essere migliorata con una bassa temperatura di flusso, un buon isolamento termico e un controllo ottimale del riscaldamento.
Quali sono i buoni punteggi JAZ?
A seconda del tipo di pompa di calore e delle condizioni operative, i buoni valori JAZ sono compresi tra 3.5 e 6.0. Pompe di calore con JAZ di seguito 3.0 sono considerati inefficienti.
Altri termini importanti relativi alle pompe di calore
sbrinamento
A basse temperature esterne, l'umidità dell'aria può depositarsi sull'evaporatore di una pompa di calore ad aria e congelarsi. Per garantire che l'efficienza non diminuisca, la pompa di calore si scongela automaticamente tramite una funzione di scongelamento. Il calore richiesto può essere estratto dal circuito di riscaldamento o da un serbatoio tampone.
attrezzature da lavoro
Il mezzo di lavoro in una pompa di calore è refrigeranti. Assorbe il calore, evapora e quindi rilascia nuovamente l'energia immagazzinata prima di essere nuovamente liquefatta. Poiché il circuito è chiuso, il refrigerante non viene consumato, ma cambia solo tra gli stati aggregati.
Evaporazione diretta
Nelle pompe di calore ad evaporazione diretta, il refrigerante evapora direttamente in un collettore geotermico, eliminando la necessità di uno scambiatore di calore aggiuntivo e di una pompa per salamoia. Di conseguenza, il sistema funziona in modo più efficiente, richiede meno manutenzione ed è affidabile.
efficienza
L'efficienza di una pompa di calore è determinata da vari indicatori come: JAZ, COP e SCOP descritto. Alta efficienza significa che è necessaria meno elettricità per la stessa potenza di riscaldamento.
Sigillo di approvazione EHPA
Il sigillo di approvazione EHPA (European Heat Pump Association) conferma l'alta qualità di una pompa di calore. Viene assegnato solo se sono soddisfatti determinati requisiti tecnici, di pianificazione e di assistenza.
asta riscaldante elettrica
Un elemento riscaldante elettrico è un riscaldatore aggiuntivo che viene utilizzato nei sistemi a pompa di calore quando la pompa di calore non è in grado di fornire calore sufficiente a temperature estremamente basse. Funziona con l'elettricità e funge da soluzione di emergenza per giornate particolarmente fredde.
Valore ETAS
Il valore ETAS indica l'efficienza stagionale del riscaldamento degli ambienti di una pompa di calore. Descrive quanta energia primaria è necessaria per generare un chilowattora di calore. Il valore viene calcolato a partire dal numero SCOP per 2.5 è condiviso.
valvola di espansione
La valvola di espansione regola la pressione e la quantità di refrigerante nel circuito di refrigerazione della pompa di calore. Assicura che il refrigerante si rigeneri dopo il rilascio di calore e possa assorbire nuovamente il calore.
curva di riscaldamento
La curva di riscaldamento definisce il modo in cui la temperatura di flusso della pompa di calore cambia in funzione della temperatura esterna. Una curva di riscaldamento ben regolata garantisce una generazione di calore efficiente e previene temperature di flusso inutilmente elevate, che aumentano il consumo di energia.
capacità di riscaldamento
La capacità termica di una pompa di calore è espressa in kilowatt (kW) e descrive la quantità di calore che il sistema è in grado di fornire in determinate condizioni. Questo valore dipende dalla temperatura della sorgente e dalla temperatura di flusso impostata.
domanda di riscaldamento
Il fabbisogno di riscaldamento indica la quantità di energia termica necessaria all'anno per riscaldare un edificio e fornire acqua calda. Dipende dalle dimensioni dell'edificio, dall'isolamento e dal comportamento degli utenti.
tecnologia inverter
Le pompe di calore con tecnologia inverter regolano continuamente la loro potenza in base al fabbisogno di riscaldamento attuale. Di conseguenza, funzionano in modo più efficiente rispetto ai dispositivi con funzionamento on-off, riducono i costi dell'elettricità e prolungano la durata dei componenti.
compressore
Il compressore comprime il refrigerante gassoso, provocandone l'innalzamento della temperatura. Allo stesso tempo, trasporta il refrigerante attraverso il circuito chiuso della pompa di calore.
condensatore
Il condensatore è uno scambiatore di calore in cui il refrigerante gassoso viene raffreddato e liquefatto. In tal modo, trasferisce il calore immagazzinato all'impianto di riscaldamento.
serbatoio tampone
Un serbatoio tampone è un accumulatore di calore che assorbe il calore in eccesso e lo rilascia nuovamente all'impianto di riscaldamento quando necessario. Assicura una resa termica uniforme, riduce la necessità di accendere e spegnere frequentemente la pompa di calore e ne migliora l'efficienza. Un serbatoio di accumulo è particolarmente vantaggioso nei sistemi con radiatori o durante i periodi di blackout.
temperatura di ritorno
La temperatura di ritorno indica la temperatura alla quale l'acqua di riscaldamento ritorna alla pompa di calore dopo che il calore è stato rilasciato nel riscaldamento a pavimento, nel riscaldamento a parete o nel radiatore.
salamoia
La suola è una miscela di acqua e antigelo che viene utilizzata come mezzo di trasferimento del calore nelle pompe di calore salamoia/acqua. Assorbe il calore dal terreno e lo trasporta all'evaporatore.
Periodi di blackout
I periodi di blackout sono periodi durante i quali gli operatori di rete possono interrompere temporaneamente l'alimentazione di una pompa di calore. Ciò serve a garantire la stabilità della rete e di solito si applica alle tariffe scontate delle pompe di calore. Per questo periodo, la pompa di calore richiede un accumulo di calore sufficiente, ad esempio sotto forma di serbatoio tampone, in modo da poter mantenere il funzionamento del riscaldamento.
diffondere
Lo spread descrive la differenza di temperatura tra la temperatura di mandata e la temperatura di ritorno nel circuito di riscaldamento. Un piccolo spread migliora l'efficienza della pompa di calore.
pompa di circolazione
La pompa di circolazione assicura che l'acqua di riscaldamento o il liquido salino vengano trasportati all'interno del sistema a pompa di calore. Funziona elettricamente e influenza il consumo energetico del sistema.
evaporatore
L'evaporatore è uno scambiatore di calore che assorbe il calore ambientale dall'aria, dall'acqua o dal suolo. Nel processo, il refrigerante evapora e avvia il ciclo della pompa di calore.
temperatura di evaporazione
La temperatura di evaporazione è la temperatura alla quale il refrigerante cambia il suo stato aggregato da liquido a gassoso. Questo processo avviene nell'evaporatore poiché il refrigerante assorbe il calore ambientale.
Compattatore
Il compressore è un'altra parola per il compressore. Aumenta la pressione e la temperatura del refrigerante in modo che il calore possa essere trasferito all'impianto di riscaldamento.
temperatura di flusso
La temperatura di mandata indica la temperatura alla quale l'acqua di riscaldamento viene indirizzata nel riscaldamento a pavimento, nel riscaldamento a parete o nel radiatore. Le basse temperature di flusso migliorano l'efficienza della pompa di calore.
fonte di calore
La fonte di calore è il mezzo da cui la pompa di calore estrae energia. A seconda del tipo di pompa di calore, può essere aria, suolo o acqua. L'efficienza della pompa di calore dipende fortemente dalla temperatura della fonte di calore. Le acque sotterranee offrono le temperature più costanti, mentre le pompe di calore ad aria devono funzionare a temperature molto variabili.
scambiatore di calore
Uno scambiatore di calore trasferisce il calore da un mezzo all'altro senza che i due fluidi si mescolino. In una pompa di calore sono presenti diversi scambiatori di calore, tra cui l'evaporatore e il condensatore.
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