Cos'è il punto di bivalenza?
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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.
I moderni sistemi di riscaldamento sono progettati per un funzionamento efficiente e sostenibile. Tuttavia, in alcune situazioni, la sola fonte di calore principale non è più sufficiente quando le temperature esterne scendono bruscamente. Poi ne deve intervenire un secondo. Il punto di bivalenza è decisivo a tal fine.
Cos'è il punto di bivalenza?
Il punto di bivalenza definisce la temperatura esterna alla quale una pompa di calore non fornisce più una potenza termica sufficiente e deve intervenire una seconda fonte di calore. Ciò è dovuto ai limiti fisici della pompa di calore, in quanto la sua efficienza diminuisce al diminuire della temperatura. Il punto di bivalenza è quindi un fattore importante per la progettazione di un sistema di riscaldamento.
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Perché il punto di bivalenza è importante?
Il punto di bivalenza determina a quale temperatura esterna una seconda fonte di calore deve sostenere una pompa di calore. Influenza direttamente il consumo di energia e quindi i costi di riscaldamento. Se il punto di bivalenza è impostato su un valore troppo alto, la percentuale di riscaldamento aggiuntivo aumenta, il che aumenta i costi operativi. Un punto di bivalenza impostato in modo ottimale garantisce che una pompa di calore funzioni in modo efficiente il più a lungo possibile. A seconda dell'isolamento dell'edificio e del carico di riscaldamento, il punto di bivalenza ideale può differire.
Quali tipi di punti di bivalenza esistono?
Il tipo di punto di bivalenza rilevante per una pompa di calore dipende dal selezionato modalità di funzionamento spento. Le pompe di calore possono funzionare in diversi modi, ad esempio da sole (funzionamento monovalente) o in combinazione con un'altra fonte di calore (funzionamento a doppia modalità).
Esistono tre tipi di punti di bivalenza in totale:
- Funzionamento monoenergetico: La pompa di calore funziona in modo efficiente fino al punto bivalente, dopodiché subentra un riscaldatore elettrico aggiuntivo, ad esempio un elemento riscaldante. Questa modalità di funzionamento viene spesso utilizzata con pompe di calore aria-acqua.
- Funzionamento in parallelo a doppia modalità: La pompa di calore copre il fabbisogno di calore primario fino al punto bivalente, dopodiché si accende una caldaia a condensazione (gasolio, gas o legna).
- Modalità alternativa bivalente: La pompa di calore funziona solo fino al punto bivalente, dopodiché subentra completamente un'altra fonte di riscaldamento come una caldaia a gas o gasolio. Questa soluzione è tipica dei sistemi di riscaldamento ibridi e garantisce una chiara separazione delle modalità operative.
La scelta del punto di bivalenza influisce non solo sulla modalità di funzionamento della pompa di calore, ma anche sui costi di riscaldamento.
In che modo il punto di bivalenza influisce sui costi di riscaldamento?
Il punto di bivalenza influenza direttamente i costi di riscaldamento, poiché determina la frequenza con cui arriva il riscaldamento supplementare. Ad esempio, il punto di bivalenza è -5 °C, la pompa di calore subentra all'incirca 90% del fabbisogno di riscaldamento, mentre il riscaldatore aggiuntivo 10% consegna. D'altra parte, il punto di bivalenza è già a 0 °C, è la percentuale di riscaldamento aggiuntivo che aumenta 30% o più, che aumenta notevolmente i costi.
Di seguito, mostriamo gli effetti del punto di bivalenza utilizzando un esempio. I costi di riscaldamento si basano su una casa unifamiliare media con una pompa di calore aria-acqua e un prezzo dell'elettricità di 0,30 €/kWh.
Un punto di bivalenza basso significa quindi una maggiore efficienza della pompa di calore e minori costi di riscaldamento. Un punto di bivalenza troppo alto, invece, comporta un aumento dei costi, poiché il sistema di riscaldamento aggiuntivo più costoso viene attivato più frequentemente.
Come viene calcolato il punto di bivalenza?
Il punto di bivalenza viene determinato in base al carico termico dell'edificio e all'efficienza della pompa di calore. Il carico termico dipende dall'isolamento, dalle superfici delle finestre e dal metodo di costruzione. La curva delle prestazioni della pompa di calore mostra quanto diminuisce la potenza termica quando la temperatura esterna scende. Il valore COP indica l'efficienza del funzionamento della pompa di calore: più è alto, più basso può essere il punto di bivalenza. Anche il tipo di riscaldamento aggiuntivo ha un ruolo.
Calcolo dettagliato:
- Determina il carico di riscaldamento dell'edificio Ad esempio, la tua casa richiede una potenza di riscaldamento di 10 kW a -10 °C di temperatura esterna.
- Verifica la curva delle prestazioni della pompa di calore Ad esempio, la tua pompa di calore fornisce 9,5 kW sono ancora 9,5 kW a 0 °C, ma con 5 °C solo 7,5 kW.
- Trova la temperatura alla quale il carico di riscaldamento è maggiore della potenza della pompa di calore A -5 °C, ad esempio, l'edificio richiede 10 kW, ma la pompa di calore produce solo 7,5 kW. La differenza di 2,5 kW deve essere assorbita dal riscaldatore supplementare.
- Risultato: Il punto di bivalenza è -5 °C perché a questa temperatura la pompa di calore non può più coprire tutto il fabbisogno termico.
È possibile determinare il punto di bivalenza determinando a quale temperatura il carico termico richiesto è superiore alla potenza della pompa di calore. In questo esempio, è -5°C.
Con una pompa di calore più potente o un migliore isolamento, il punto di bivalenza potrebbe essere ridotto.
Come si può ottimizzare il punto di bivalenza?
Ecco come abbassare il punto di bivalenza e ridurre i costi di riscaldamento:
- Scegli una pompa di calore più potente: Una pompa di calore con una maggiore capacità di riscaldamento può fornire più calore anche a basse temperature.
- Garantire un buon isolamento degli edifici: Un migliore isolamento riduce il carico termico e sposta il punto di bivalenza verso il basso.
- Ottimizza la temperatura del flusso di riscaldamento: Una temperatura di mandata più bassa aumenta il valore COP della pompa di calore e riduce il consumo di energia.
- Scegliete una soluzione ibrida con un efficiente riscaldamento supplementare: Una caldaia a condensazione a gas o una stufa a legna possono ridurre il consumo energetico del riscaldatore aggiuntivo.
- Usa un sensore di temperatura esterno: Il controllo preciso basato sulla temperatura esterna effettiva consente una regolazione più precisa del punto di bivalenza.
- Regola la modalità operativa: Nel funzionamento in parallelo bivalente, il punto di bivalenza può essere abbassato, poiché la pompa di calore e il riscaldatore aggiuntivo funzionano contemporaneamente.
Cosa significa in pratica il punto di bivalenza?
Il punto di bivalenza determina a quale temperatura esterna un riscaldatore aggiuntivo sostiene la pompa di calore. Un punto bivalente selezionato in modo ottimale riduce i costi di riscaldamento e migliora l'efficienza. Con una pompa di calore ben coordinata, basse temperature di flusso e un basso carico termico, è possibile ottimizzare il punto di bivalenza. Di conseguenza, la pompa di calore funziona da sola più a lungo e il riscaldamento supplementare è necessario meno frequentemente.
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