Capitolo 0 - Perché una pompa di calore?
- 1.1 1.1 Perché a Pompa di calore?
- 1.2 1.2 Termini
- 1.2.1 1.2.1 Sbrinamento
- 1.2.2 1.2.2 Funzionamento in parallelo bivalente
- 1.2.3 1.2.3 Esercizio bivalente-rinnovabile
- 1.2.4 1.2.4 Coefficiente di prestazione di Carnot
- 1.2.5 1.2.5 CO2-Equivalente (potenziale di riscaldamento globale - GWP)
- 1.2.6 1.2.6 Sigillo di approvazione D-A-CH
- 1.2.7 1.2.7 EnEV
- 1.2.8 1.2.8 Efficienza energetica
- 1.2.9 1.2.9 Etichetta energetica
- 1.2.10 1.2.10 Panoramica dell'etichetta energetica:
- 1.2.10.1 1.2.10.1 Etichetta del prodotto ed etichetta del sistema composto
- 1.2.10.2 1.2.10.2 Panoramica: etichetta energetica UE compatta
- 1.2.10.3 1.2.10.3 Quali dispositivi sono interessati dall'etichetta energetica
- 1.2.10.4 1.2.10.4 Etichetta del sistema composto
- 1.2.10.5 1.2.10.5 Etichetta per riscaldatori d'ambiente (etichetta del prodotto)
- 1.2.10.6 1.2.10.6 Etichetta per stufe combinate (etichetta del prodotto)
- 1.2.10.7 1.2.10.7 Etichetta per sistemi interconnessi
- 1.2.10.8 1.2.10.8 Confronto dell'efficienza di sistemi e prodotti
- 1.2.11 1.2.11 Tempi di blocco EVU
- 1.2.12 1.2.12 Valvola di espansione
- 1.2.13 1.2.13 Temperatura limite/punto di equilibrio
- 1.2.14 1.2.14 Invertitore
- 1.2.15 1.2.15 Tasso di lavoro annuale
- 1.2.16 1.2.16 Cifra della spesa annua
- 1.2.17 1.2.17 Capacità di raffreddamento
- 1.2.18 1.2.18 refrigerante
- 1.2.19 1.2.19 Figura di prestazione (COP = Coefficiente di prestazione)
- 1.2.20 1.2.20 Diagramma Iog p-h
- 1.2.21 1.2.21 Funzionamento monoenergetico
- 1.2.22 1.2.22 Funzionamento monovalente
- 1.2.23 1.2.23 Memoria tampone
- 1.2.24 1.2.24 SCOP
- 1.2.25 1.2.25 SG pronto
- 1.2.26 1.2.26 suono
- 1.2.27 1.2.27 Livello di pressione sonora
- 1.2.28 1.2.28 Livello di potenza sonora
- 1.2.29 1.2.29 Salamoia / salamoia liquida
- 1.2.30 1.2.30 evaporatore
- 1.2.31 1.2.31 Compressore (Compressore)
- 1.2.32 1.2.32 Condensatore
- 1.2.33 1.2.33 Calcolo della richiesta di calore (carico termico)
- 1.2.34 1.2.34 sistema di recupero del calore
- 1.2.35 1.2.35 sistema a pompa di calore
- 1.2.36 1.2.36 Sistema di riscaldamento a pompa di calore
- 1.2.37 1.2.37 fonte di calore
- 1.2.38 1.2.38 Sistema fonte di calore (WQA)
- 1.2.39 1.2.39 mezzo di trasferimento di calore
- 1.2.40 1.2.40 Riscaldamento a parete
- 1.3 1.3 Simboli delle formule
- 1.4 1.4 lettere greche
- 1.5 1.5 Contenuto energetico di diversi combustibili
- 1.6 1.6 Tabelle di conversione
- 1.6.1 1.6.1 Unità di energia
- 1.6.2 1.6.2 Unità di prestazione
- 1.6.3 1.6.3 Pressione
- 1.6.4 1.6.4 lunghezza
- 1.6.5 1.6.5 Poteri
- 1.7 1.7 Ausili per la pianificazione e l'installazione
- 2 2 capitolo
- 3 3 capitolo
- 4 4 capitolo
- 5 5 capitolo
- 6 6 capitolo
- 7 7 capitolo
- 8 8 capitolo
Condizioni e requisiti per l'uso di questo manuale
Tutte le informazioni contenute in questo manuale rappresentano lo stato più recente al momento.Glen Dimplex Germany non si assume alcuna responsabilità né garantisce che le informazioni ei dati forniti siano aggiornati, corretti o completi. Sono escluse tutte le richieste di risarcimento danni. Nella misura in cui ciò non sia legalmente possibile, queste rivendicazioni sono limitate a negligenza grave e dolo.
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introduzione
Questo manuale di progettazione (PHB) fornisce le informazioni più importanti in relazione alla progettazione, al funzionamento e alla costruzione di un sistema a pompa di calore. Serve come lavoro di riferimento per il progettista e l'installatore, ma può anche essere usato come documento per la formazione o per preparare un incontro tecnico o consultivo. Non può e non deve sostituire la competenza tecnica. È responsabilità di ciascun utente controllare attentamente le informazioni che utilizza, in particolare per assicurarsi che siano aggiornate, corrette e complete.
Note sull'uso:
Le illustrazioni e le descrizioni contenute in questo manuale servono a sviluppare la comprensione di tutti i componenti contenuti in un sistema a pompa di calore. Le illustrazioni e gli schemi sono quindi concentrati sull'essenziale e non sono da intendersi come istruzioni di montaggio complete.
Questi possono essere trovati nei documenti di prodotto della rispettiva pompa di calore o degli accessori di sistema, nei documenti di progettazione relativi ai dispositivi o negli schemi di integrazione elettrica o idraulica.
Inoltre, le informazioni sull'implementazione del manuale sono state incluse in questo manuale solo se devono essere osservate caratteristiche specifiche durante l'installazione di un sistema a pompa di calore.
1.1 Perché a Pompa di calore?
L'elevata percentuale di combustibili fossili nel nostro approvvigionamento energetico ha gravi conseguenze per il nostro ambiente. Quando vengono bruciati, oltre a grandi quantità di anidride carbonica, vengono rilasciati in grandi quantità altri inquinanti come monossido di carbonio, idrocarburi incombusti, anidride solforosa, particelle come fuliggine e ossidi di azoto.
Il riscaldamento degli ambienti con combustibili fossili contribuisce in modo significativo all'emissione di sostanze inquinanti, poiché non sono previste complesse misure di pulizia dei gas di scarico, come nelle moderne centrali elettriche. A causa delle limitate forniture di petrolio e gas, l'elevata percentuale di combustibili fossili nel nostro approvvigionamento energetico è problematica.
Nel corso dei prossimi decenni si continuerà a portare avanti l'eliminazione graduale dell'uso dei combustibili fossili per la generazione di energia elettrica verso la produzione di energia rinnovabile.
Dal momento che Pompa di calore è necessaria solo una piccola quantità di elettricità per temperare il calore ottenuto dall'aria, dall'acqua o dalla terra in modo che possa essere utilizzato per scopi di riscaldamento, ha un tasso di perdita significativamente inferiore rispetto al riscaldamento a gasolio o gas.
Una pompa di calore è più di un semplice riscaldatore. I vantaggi di una pompa di calore in breve:
più efficienza
Etichetta energetica UE: solo le pompe di calore e i sistemi a pompa di calore ottengono costantemente le classi di etichettatura più elevate.
Ordinanza sul risparmio energetico (EnEV): le case con pompe di calore soddisfano gli standard energetici più rigorosi ora e in futuro.
I costi di esercizio annuali di una pompa di calore sono estremamente bassi. Una piccola percentuale di questi è legata ai prezzi dell'energia elettrica.
Sono disponibili tariffe elettriche speciali a basso costo.
più protezione del clima
Le pompe di calore producono emissioni di CO2 notevolmente inferiori rispetto a una caldaia convenzionale (fino al 90% in meno rispetto al riscaldamento a gas e olio).
L'elettricità sta diventando sempre più verde e con essa la pompa di calore.
Il fornitore di energia è ecologico e quasi inesauribile.
più indipendenza
individuale (autoconsumo FV, potenza termica / accumulo termico)
per tutta la Germania attraverso un minor numero di importazioni di petrolio e gas naturale
Le pompe di calore sono quasi esenti da manutenzione.
La sicurezza operativa delle pompe di calore è molto elevata.
più qualità della vita
calore accogliente e raffreddamento confortevole in un unico dispositivo
fonte di energia pulita, tecnologia salvaspazio
può essere utilizzato per il riscaldamento in quasi ogni tipo di edificio
1.1.1 Cosa fa la pompa di calore?
La pompa di calore è un "dispositivo di trasporto" che porta il calore ambientale, disponibile gratuitamente, ad un livello di temperatura superiore.
1.1.2 In che modo la pompa di calore converte il calore a bassa temperatura in calore ad alta temperatura?
Estrae il calore solare accumulato dall'ambiente - suolo, acqua (ad es. acqua freatica) e aria (ad es. aria esterna) e lo trasferisce al circuito di riscaldamento e dell'acqua calda oltre all'energia motrice sotto forma di calore.
Il calore non può passare da solo da un corpo più freddo a uno più caldo. Fluisce sempre da un corpo ad alta temperatura ad un corpo a temperatura più bassa (secondo principio della termodinamica). Pertanto, la pompa di calore deve portare l'energia termica assorbita dall'ambiente utilizzando energia di alta qualità - ad esempio l'elettricità per il motore di azionamento - al livello di temperatura necessario per il riscaldamento e la produzione di acqua calda.
La pompa di calore funziona come un frigorifero. Ciò significa con la stessa tecnologia, ma con il vantaggio opposto. Estrae calore da un ambiente freddo, che può essere utilizzato per il riscaldamento e l'acqua calda.
1.2 Termini
1.2.1 Sbrinamento
Routine di controllo per la rimozione di brina e ghiaccio su evaporatori di pompe di calore aria/acqua mediante apporto di calore. Le pompe di calore aria/acqua a circolazione inversa sono caratterizzate da sbrinamenti in base alle esigenze, rapidi ed efficienti dal punto di vista energetico.
1.2.2 Funzionamento in parallelo bivalente
La modalità di funzionamento bivalente (oggi di solito funzionamento bivalente-parallelo) funziona con due generatori di calore (due fonti di energia), cioè la pompa di calore copre il fabbisogno di potenza termica fino alla temperatura limite determinata ed è poi supportata in parallelo da un secondo generatore di energia .
1.2.3 Esercizio bivalente-rinnovabile
La modalità di funzionamento rigenerativa bivalente consente l'integrazione di generatori di calore rigenerativi come il legno o l'energia solare termica. Se è disponibile energia da energie rinnovabili, la pompa di calore viene bloccata e l'attuale fabbisogno di riscaldamento, acqua calda o piscina viene servito dall'accumulo rigenerativo.
1.2.4 Coefficiente di prestazione di Carnot
Il processo di confronto ideale per tutti i processi di lavorazione a caldo è il processo di Carnot. Questo processo ideale (immaginario) determina l'efficienza teorica o, rispetto alla pompa di calore, il coefficiente di prestazione teoricamente più alto. Il coefficiente di prestazione di Carnot applica solo la differenza di temperatura pura tra il lato caldo e quello freddo.
1.2.5 CO2-Equivalente (potenziale di riscaldamento globale - GWP)
Il potenziale di riscaldamento globale (GWP) o CO2-Equivalente a uno composto chimico è una misura del loro contributo relativo alla Effetto serra, quindi il loro effetto di riscaldamento medio è il atmosfera terrestre in un certo periodo di tempo (di solito 100 anni). Indica quanto una certa Dimensioni uno Gas serra rispetto alla stessa massa di CO2 al il riscaldamento globale contribuisce.
Ad esempio, questo è CO2-Equivalente a metano con un orizzonte temporale di 100 anni 28; Ciò significa che entro i primi 100 anni dalla sua emissione, un chilogrammo di metano contribuisce all'effetto serra 28 volte tanto quanto un chilogrammo di CO2. a Ossido nitroso questo valore è 265.
1.2.6 Sigillo di approvazione D-A-CH
Certificato per pompe di calore in Germania (D), Austria (A) e Svizzera (CH) che soddisfano determinati requisiti tecnici, hanno una garanzia di 2 anni, garantiscono la disponibilità dei pezzi di ricambio per 10 anni e il cui produttore dispone di una rete di assistenza clienti completa. Inoltre, il sigillo di qualità certifica la serialità di una serie di pompe di calore.
1.2.7 EnEV
L'ordinanza sul risparmio energetico (EnEV) disciplina le misure per il risparmio energetico negli edifici in Germania. Oltre ai requisiti di base per gli edifici di nuova costruzione, vengono fissate anche le scadenze per la sostituzione della tecnologia di riscaldamento obsoleta.
1.2.8 Efficienza energetica
L'efficienza energetica è una misura della quantità di energia utilizzata per ottenere un beneficio specifico. Un processo è efficiente quando un certo beneficio può essere ottenuto con un minimo dispendio di energia. Per la tecnologia di riscaldamento, ciò significa: "Temperature ambiente confortevoli con un consumo minimo di energia".
L'efficienza energetica di un edificio (riscaldamento e riscaldamento dell'acqua potabile) è espressa in termini di "energia primaria", poiché questa è in contrasto con il fabbisogno energetico finale, ovvero la quantità di energia (litri di gasolio da riscaldamento / m3 Gas naturale/kWh elettricità) che acquisti dal tuo fornitore di energia - tiene conto anche della catena di processo a monte. Il fabbisogno di energia primaria comprende anche l'energia necessaria per la produzione, la conversione e la distribuzione della fonte energetica.
Al fine di rendere comparabili il fabbisogno energetico e la qualità energetica di diversi edifici, il fabbisogno di energia primaria viene allocato allo spazio abitativo di una casa. L'ordinanza sul risparmio energetico (EnEV) regola la quantità massima di energia primaria per metro quadrato e anno (kWh / (m²a)) che un edificio di nuova costruzione può utilizzare per il riscaldamento e l'acqua calda sanitaria.
1.2.9 Etichetta energetica
Al fine di effettuare un confronto tra diversi generatori di calore che utilizzano diverse fonti di energia per il riscaldamento, i diversi riscaldatori per ambienti e combinati e scaldacqua sono suddivisi nelle rispettive classi di efficienza energetica sulla base dell'efficienza energetica stagionale del riscaldamento d'ambiente o dell'efficienza energetica del riscaldamento dell'acqua , quest'ultimo a seconda del profilo di carico.
Per calcolare l'efficienza energetica stagionale del riscaldamento dell'ambiente o dell'acqua calda, il fabbisogno di calore coperto dal riscaldatore o dall'impianto è correlato al fabbisogno energetico annuale necessario. Il valore percentuale risultante determina la classe di efficienza raggiunta.
Al fine di rendere comparabili i diversi generatori di calore, questi vengono suddivisi nelle rispettive classi di efficienza energetica sulla base dell'efficienza energetica stagionale del riscaldamento degli ambienti o dell'efficienza energetica del riscaldamento dell'acqua.
Con l'etichetta energetica UE, solo le pompe di calore e i sistemi a pompa di calore raggiungono la massima classe di efficienza. Ancora oggi, una pompa di calore con un coefficiente di prestazione annuale (JAZ) di 2,14 o superiore provoca meno emissioni di CO2 rispetto a una tradizionale caldaia a condensazione a gas con un'efficienza del 90%. E poiché la percentuale di elettricità rinnovabile nelle nostre reti continua ad aumentare, le pompe di calore diventeranno ancora più rispettose del clima nel corso degli anni.
1.2.10 Panoramica dell'etichetta energetica:
1.2.10.1 Etichetta del prodotto ed etichetta del sistema composto
Viene fatta una distinzione di base tra le etichette dei prodotti emesse esclusivamente dal produttore e le etichette del sistema composito. Le etichette dei prodotti sono disponibili solo per i generatori di calore puro, ad esempio pompe di calore per acqua calda, pompe di calore per il riscaldamento degli ambienti e per la produzione di acqua calda sanitaria o caldaie a condensazione. In un sistema composto, questi sono combinati con uno o più componenti aggiuntivi. Le etichette dei sistemi composti possono essere rilasciate da produttori, grossisti o artigiani.
Scadenze
Fig. 0.1: Tabella riassuntiva per l'adattamento dell'etichetta energetica
1.2.10.2 Panoramica: etichetta energetica UE compatta
Ci sono tre diverse date di riferimento per l'uso obbligatorio dell'etichetta energetica, poiché è previsto un inasprimento graduale delle scale di efficienza per le etichette dei prodotti degli apparecchi per il riscaldamento d'ambiente e dell'acqua calda.
Dal 26 settembre 2015 Tutti i dispositivi per il riscaldamento degli ambienti devono avere un'etichetta del prodotto con una scala di efficienza che va da A++ a G. Per l'efficienza energetica del riscaldamento dell'acqua degli apparecchi di riscaldamento misti e per gli scaldacqua pura, è obbligatoria una scala con le classi da A a G.
Dal 26 settembre 2017 Un'etichetta del prodotto che includa le classi di efficienza da A+ a F diventa obbligatoria per gli scaldacqua puri.
Dal 26 settembre 2019 I sistemi di riscaldamento degli ambienti devono inoltre recare l'"Etichetta II", che include le classi da A +++ a D. Inoltre, la scala per l'efficienza energetica di riscaldamento dell'acqua degli apparecchi di riscaldamento combinati ora include anche le classi da A + a F.
Le classi di etichettatura energetica per Sistemi composti includi da 26 settembre 2015 Classi da A+++ a G per caldaie per ambienti e combinate, nonché per caldaie ad acqua calda.
Dal Scadenza 26 settembre 2015 I riscaldatori per ambienti, i riscaldatori combinati, gli scaldacqua puri e i sistemi composti devono recare un'etichetta di efficienza. Tutti i riscaldatori d'ambiente devono avere classi di efficienza da A ++ a G a partire da questa data. Da oggi le etichette per i sistemi interconnessi portano le classi di efficienza da A+++ a G.
1.2.10.3 Quali dispositivi sono interessati dall'etichetta energetica
Affinché sia possibile confrontare le diverse tecnologie, le direttive UE sull'etichettatura energetica e la progettazione ecocompatibile riassumono alcuni gruppi di prodotti nei cosiddetti "lotti". Con la modifica delle direttive, non solo i prodotti che consumano energia, ma anche i prodotti correlati all'energia ( ErP) sono considerati.
Il lotto 1 riguarda i riscaldatori per ambienti e combinati, nonché i sistemi compositi costituiti da questi dispositivi e da altri componenti. I dispositivi e i sistemi per il riscaldamento degli ambienti o per il riscaldamento combinato degli ambienti e dell'acqua potabile con una potenza termica nominale fino a 70 kW sono interessati dall'etichettatura.
Le prescrizioni del lotto 2 si applicano agli scaldacqua con una potenza termica nominale fino a 70 kW e agli accumuli di acqua calda con un volume di accumulo non superiore a 500 litri. Inoltre, le specifiche si applicano anche alle combinazioni ("sistemi composti") di scaldacqua con una potenza termica nominale fino a 70 kW e dispositivi solari.
Oltre alle pompe di calore e alle pompe di calore a bassa temperatura, il perimetro dei due lotti comprende anche caldaie a combustibili fossili (gas naturale/olio combustibile) e impianti di cogenerazione (combinazione di calore ed energia). Le caldaie a combustibile solido (legna, pellet) non sono coperte da queste normative e quindi non sono confrontabili con le altre tecnologie.
1.2.10.4 Etichetta del sistema composto
I sistemi composti sono sempre una combinazione del rispettivo riscaldatore d'ambiente, riscaldatore combinato o scaldacqua e uno o più dei seguenti componenti:
Regolatore di temperatura
impianto solare termico
Magazzinaggio
generatore di calore aggiuntivo
I sistemi composti di solito raggiungono valori di efficienza più elevati rispetto a quelli indicati dall'etichetta del prodotto del generatore di calore puro. Ad esempio, una caldaia a condensazione, che per ragioni fisiche può raggiungere da sola un massimo di classe di efficienza A, in combinazione con un termoregolatore e un impianto solare, si può raggiungere una classe di efficienza A+. Tuttavia, è anche ipotizzabile un deterioramento, ad esempio nel caso di una pompa di calore combinata con la tecnologia di riscaldamento fossile come generatore di calore aggiuntivo.
Le etichette per i sistemi composti possono essere rilasciate dai produttori, grossisti e commercio specializzato. Le informazioni sulla classe di efficienza sono richieste al momento della preparazione dell'offerta. I dati necessari per il calcolo devono essere forniti dai produttori dei singoli prodotti o componenti.
Ci sono un totale di 14 etichette diverse per le singole tecnologie e sistemi integrati per i soli riscaldatori per ambienti e combinati. Quello che si può vedere sulle singole etichette è spiegato di seguito utilizzando l'esempio delle etichette per le pompe di calore.
Poiché una pompa di calore con controllo intelligente è, per definizione, un sistema composito, la maggior parte delle pompe di calore - anche se otticamente sono un unico dispositivo - sono in pratica fornite con due etichette. Ad esempio, una pompa di calore con controllo intelligente è contrassegnata contemporaneamente con A + o A ++ sull'etichetta del prodotto e con A +++ sull'etichetta del sistema composito.
1.2.10.5 Etichetta per riscaldatori d'ambiente (etichetta del prodotto)
L'etichetta del prodotto deve contenere, oltre alle informazioni sul produttore e sul modello, anche le classi di efficienza energetica, la potenza termica nominale (per climi medi, più caldi e più freddi) e informazioni sui livelli di potenza sonora.
Fig.0.2: Etichetta del prodotto (etichetta I) per un riscaldatore d'ambiente con pompa di calore (da settembre 2015)
1.2.10.6 Etichetta per stufe combinate (etichetta del prodotto)
Le etichette per le pompe di calore per il riscaldamento combinato degli ambienti e del riscaldamento dell'acqua potabile contengono, oltre alla colonna per l'efficienza energetica del riscaldamento degli ambienti, una colonna per l'efficienza energetica del riscaldamento dell'acqua, che va da A a G per l'etichetta I e da A + a F per etichetta II.
Fig. 0.3: Etichetta del prodotto (etichetta I) per i riscaldatori combinati da settembre 2015
Fig.0.4: Etichetta del prodotto (etichetta II) da settembre 2019
1.2.10.7 Etichetta per sistemi interconnessi
In contrasto con le etichette del prodotto, le scale di efficienza delle etichette di sistema composito per riscaldamento dispositivi e scaldacqua comprendono già classi A +++ a G dal 26 settembre, 2015 possono contenere stoccaggio e un altro spazio riscaldatore.
Fig. 0.5: Etichetta per sistemi composti composti da stufe e altri componenti (da settembre 2015)
1.2.10.8 Confronto dell'efficienza di sistemi e prodotti
* Efficienza energetica stagionale del riscaldamento d'ambiente per tutti i riscaldatori d'ambiente in combinazione con il regolatore di temperatura di classe VIII
Fig. 0.6: Confronto del rendimento di diversi generatori di calore
1.2.11 Tempi di blocco EVU
L'utilizzo di tariffe speciali per la pompa di calore della rispettiva EVU locale richiede una fornitura di energia elettrica che può essere disattivata dall'EVU. L'alimentazione può essere interrotta ad esempio per 3 x 2 ore entro 24 ore. Pertanto, il lavoro di riscaldamento giornaliero (quantità termica giornaliera) deve essere applicato entro il tempo in cui l'energia elettrica è disponibile.
1.2.12 Valvola di espansione
Componente della pompa di calore tra condensatore ed evaporatore per abbassare la pressione di condensazione alla pressione di evaporazione corrispondente alla temperatura di evaporazione. Inoltre, la valvola di espansione regola la quantità di refrigerante iniettato in base alla potenza dell'evaporatore.
1.2.13 Temperatura limite/punto di equilibrio
Temperatura esterna alla quale il 2° generatore di calore in funzionamento monoenergetico (resistenza elettrica ad immersione) e bivalente in parallelo (es. caldaia) si accende a seconda del fabbisogno e serve insieme il fabbisogno termico dell'abitazione.
1.2.14 Invertitore
Il principio dell'inverter si basa sul fatto che le prestazioni del compressore della pompa di calore sono controllate da un convertitore di frequenza ("inverter"). Questa modalità di funzionamento è anche Modulazione o pompe di calore modulando le corrispondenti pompe di calore chiamato.
Gli inverter vengono utilizzati nelle pompe di calore per il controllo continuo della potenza in base alla richiesta di riscaldamento. Il motore del compressore ruota più velocemente o più lentamente variando la frequenza della corrente alternata. Di conseguenza, le pompe di calore con regolazione della potenza lavorano sempre al punto di funzionamento ottimale e producono esattamente la quantità di calore necessaria in qualsiasi momento.
Fig. 0.7: Confronto tra inverter e pompe di calore "on-off"
Le pompe di calore convenzionali senza controllo di frequenza o inverter (pompe di calore a velocità fissa) si accendono quando è richiesto calore e funzionano a pieno carico. Una volta raggiunto il fabbisogno o prodotta la quantità di calore desiderata, la pompa di calore si spegne nuovamente. Una pompa di calore con inverter, invece, adatta continuamente la sua potenza alla richiesta, in modo che non funzioni con la piena potenza della pompa di calore, ma solo con la potenza sufficiente per il livello di richiesta.
1.2.15 Tasso di lavoro annuale
Il rapporto tra la quantità di energia termica rilasciata dall'impianto a pompa di calore entro un anno e la quantità di energia elettrica fornita corrisponde al coefficiente di prestazione annuale. Si riferisce a un impianto specifico, tenendo conto della progettazione dell'impianto di riscaldamento (livello di temperatura e differenza di temperatura) e non deve essere equiparato al coefficiente di prestazione.
1.2.16 Cifra della spesa annua
La cifra dello sforzo corrisponde al reciproco della cifra del lavoro. Il dato della spesa annua indica quale spesa (es. energia elettrica) è necessaria per ottenere un certo beneficio (es. energia termica). Il dato di spesa annuale comprende anche l'energia per gli azionamenti ausiliari. La linea guida VDI VDI 4650 esiste per il calcolo della cifra di spesa annuale.
1.2.17 Capacità di raffreddamento
Quantità di calore che viene sottratta all'ambiente dall'evaporatore di una pompa di calore. La capacità di riscaldamento del compressore risulta dal consumo di energia elettrica e dalla capacità di raffreddamento fornita.
1.2.18 refrigerante
La sostanza di lavoro di una macchina frigorifera o di una pompa di calore è indicata come refrigerante. Il refrigerante è caratterizzato come un fluido che viene utilizzato per trasferire calore in un sistema di refrigerazione e che assorbe calore a bassa temperatura e bassa pressione ed emette calore a temperatura e pressione più elevate. I refrigeranti di sicurezza sono refrigeranti non tossici e non infiammabili.
Refrigerante sostitutivo | Classe di sicurezza | GWPAR4 | PSN [°C] | Scorrevole [K] | Temperatura critica [°C] | Sostituisce |
R 32 | A2L | 675 | -52 | 0 | 78 | R410A |
R 290 | LA3 | 3 | -42 | 0 | 97 | R404A |
R448A | A1 | 1387 | -46 | 6.2 | 83 | R404A |
R 417A | A1 | 2346 | -39 | 5.6 | 87 | R 22 |
R449A | A1 | 1397 | -46 | 4° | 82 | R404A |
R450A | A1 | 603 | -23 | 0,4 | 104 | R134a |
R452A | A1 | 2140 | -47 | 3 | 75 | R404A |
R452B | A2L | 676 | -51 | 1 | 76 | R410A |
R 454C | A2L | 148 | -46 | 6° | 82 | R 407C |
R 513A | A1 | 631 | -29 | 0 | 98 | R134a |
R 600a | LA3 | 0 | -12 | 0 | 135 | R134a |
R 1234ze | A2L | 7° | -18 | 0 | 110 | R134a |
Tabella 0.1: Tabella delle sostanze: Refrigeranti disponibili in commercio per pompe di calore
1.2.19 Figura di prestazione (COP = Coefficiente di prestazione)
Il rapporto tra la potenza termica della pompa di calore e la potenza elettrica consumata è espresso dal coefficiente di prestazione, che viene calcolato in condizioni standardizzate (es. per aria A2/W35, A2 = temperatura aria in ingresso +2°C, W35 = riscaldamento temperatura di mandata 35 ° C e l'uscita della pompa proporzionale) è misurata in laboratorio secondo EN 255 / EN 14511. Un coefficiente di prestazione di 3,2 significa quindi che è disponibile 3,2 volte la potenza elettrica utilizzata come potenza termica utilizzabile.
1.2.20 Diagramma Iog p-h
Rappresentazione grafica delle proprietà termodinamiche (entalpia, pressione, temperatura) dei mezzi di lavoro.
1.2.21 Funzionamento monoenergetico
In linea di principio, la modalità di funzionamento monoenergetica è una modalità di funzionamento bivalente-parallela in cui viene utilizzata una sola fonte di energia, solitamente l'elettricità. La pompa di calore copre gran parte della potenza termica richiesta. In alcuni giorni, quando la temperatura esterna è bassa, una resistenza elettrica integra la pompa di calore.
Il dimensionamento della pompa di calore per pompe di calore aria/acqua è solitamente basato su una temperatura limite (detta anche punto di bivalenza) di circa 5°C.
1.2.22 Funzionamento monovalente
Questa modalità di funzionamento copre il fabbisogno di riscaldamento dell'edificio al cento per cento tutto l'anno. Per quanto possibile, si dovrebbe dare la preferenza a questo tipo di applicazione.
Solitamente le pompe di calore salamoia/acqua o acqua/acqua sono azionate in modo monovalente.
1.2.23 Memoria tampone
L'installazione di un accumulo tampone per l'acqua di riscaldamento è generalmente consigliata per prolungare i tempi di funzionamento della pompa di calore quando la richiesta di calore è ridotta. Un serbatoio di accumulo tampone è indispensabile per le pompe di calore aria/acqua per garantire un'autonomia minima di 10 minuti durante lo sbrinamento (routine di controllo per rimuovere brina e ghiaccio sull'evaporatore).
1.2.24 SCOP
Abbreviazione di "Coefficiente di prestazione stagionale". Lo SCOP indica il coefficiente di prestazione annuale di una pompa di calore all'interno di diversi stati di funzionamento, che sono ponderati in base alle zone climatiche. Qui, le temperature esterne di 12°, 7°, 2° e - 7 ° C sono utilizzati per la misurazione grazie alla divisione aggiuntiva in tre zone climatiche, Nord, Centro e Sud Europa, una valutazione ancora più precisa della efficienza delle prestazioni è possibile.
Lo SCOP può essere convertito utilizzando la seguente equazione utilizzando il valore eta (s):
eta(s) = 1 / 2,5 x SCOP x 100 -3
1.2.25 SG pronto
L'etichetta "SG Ready" si riferisce alla pompa di calore / serie inclusa la tecnologia di controllo utilizzata per controllarla, nonché i componenti del sistema compatibili con l'interfaccia.L'etichetta viene assegnata per Germania, Austria e Svizzera.
L'etichetta SG Ready aiuta a identificare le pompe di calore che possono essere indirizzate tramite un'interfaccia definita ai fini della gestione del carico per la manutenzione della rete. Questa interfaccia può essere utilizzata, ad esempio, dagli operatori di rete per controllare il dispositivo. L'interfaccia può essere utilizzata, ad esempio, anche per il controllo con l'obiettivo di ottenere il massimo autoconsumo possibile in combinazione con un impianto fotovoltaico.
Requisiti per l'etichetta SG Ready
Pompe di calore per riscaldamento
Le pompe di calore devono avere un controller che copra quattro stati di funzionamento:
Stato operativo 1 (1 stato di commutazione, con soluzione terminale: 1: 0): Questo stato di funzionamento è compatibile verso il basso con il blocco EVU, che spesso viene commutato ad orari fissi, e comprende un massimo di 2 ore di tempo di blocco "hard".
Condizione operativa 2 (1 stato di commutazione, con soluzioni terminali: 0: 0): In questo circuito, la pompa di calore funziona in modalità normale ad alta efficienza energetica con una quantità proporzionale di riempimento dell'accumulatore di calore per il blocco massimo di due ore dell'azienda elettrica.
Stato di funzionamento 3 (1 stato di commutazione, con soluzione terminale 0: 1): In questo stato di funzionamento, la pompa di calore funziona all'interno del regolatore in modalità aumentata per il riscaldamento dell'ambiente e la produzione di acqua calda. Questo non è un comando di avvio definitivo, ma una raccomandazione di accensione basata sull'aumento odierno.
Stato di funzionamento 4 (1 stato di commutazione, con soluzione terminale 1: 1): Questo è un comando di avvio definitivo, nella misura in cui ciò è possibile nell'ambito delle impostazioni di controllo. Per questo stato di funzionamento devono essere impostati sul controllore diversi modelli di controllo per diversi modelli di tariffa e utilizzo:
Variante 1: la pompa di calore (compressore) è attivata attivamente.
Variante 2: La pompa di calore (compressore e riscaldamento supplementare elettrico) è attivata attivamente, opzionale: temperatura più alta negli accumulatori di calore. La temperatura ambiente può essere opzionalmente utilizzata come variabile di riferimento per la regolazione delle temperature dell'impianto (temperatura di mandata e ritorno). Non è sufficiente bloccare la pompa di calore con un termostato ambiente in base alla temperatura ambiente.
Pompe di calore per acqua sanitaria
Le pompe di calore per acqua calda devono essere dotate di un controllore che, tramite un controllo automatico, permetta di aumentare la temperatura nominale dell'acqua calda ai fini dell'accumulo termico.
1.2.26 suono
In sostanza, viene fatta una distinzione tra i due tipi di suono per via aerea e suono per via strutturale. Il suono aereo è un suono che si propaga nell'aria. Il suono trasmesso dalla struttura si diffonde in sostanze solide o liquidi ed è parzialmente emesso come suono trasmesso per via aerea. La gamma udibile del suono è compresa tra 16 e 16.000 Hz.
1.2.27 Livello di pressione sonora
Il livello di pressione sonora, misurato nell'area circostante, non è una variabile specifica della macchina, ma una variabile che dipende dalla distanza di misura e dal luogo di misura.
1.2.28 Livello di potenza sonora
Il livello di potenza sonora è un parametro specifico, specifico della macchina e comparabile per la potenza acustica irradiata di una pompa di calore. È possibile stimare il livello di emissione sonora previsto a determinate distanze e ambienti acustici. La norma prevede il livello di potenza sonora come valore caratteristico del rumore.
1.2.29 Salamoia / salamoia liquida
Miscela antigelo di acqua e concentrato antigelo a base di glicole da utilizzare in collettori geotermici o sonde geotermiche.
1.2.30 evaporatore
Scambiatore di calore di una pompa di calore in cui un flusso di calore viene prelevato dalla fonte di calore (aria, acque sotterranee, suolo) per evaporazione di un mezzo di lavoro a bassa temperatura e bassa pressione.
1.2.31 Compressore (Compressore)
Macchina per il trasporto meccanico e la compressione dei gas. La compressione aumenta significativamente la pressione e la temperatura del refrigerante.
1.2.32 Condensatore
Scambiatore di calore di una pompa di calore in cui viene ceduto un flusso di calore mediante la liquefazione di un mezzo di lavoro.
1.2.33 Calcolo della richiesta di calore (carico termico)
Nel caso degli impianti a pompa di calore è fondamentale un dimensionamento preciso, in quanto un impianto sovradimensionato comporterebbe un aumento dei costi energetici e inciderebbe negativamente sull'efficienza. La determinazione del fabbisogno di calore si basa su standard specifici del paese.
La richiesta di calore specifico (W/m2) viene moltiplicato per lo spazio abitativo da riscaldare. Il risultato è la richiesta di calore totale, che include sia la richiesta di calore per trasmissione che per ventilazione.
1.2.34 sistema di recupero del calore
Il sistema di utilizzazione del calore ha un'influenza decisiva sull'efficienza dell'impianto di riscaldamento a pompa di calore e dovrebbe cavarsela con le temperature di mandata più basse possibili. Consiste nel dispositivo per il trasporto del fluido termovettore dal lato caldo della pompa di calore alle utenze di calore. In una casa unifamiliare, ad esempio, è costituita dalla rete di tubazioni per la distribuzione del calore, dal riscaldamento a bassa temperatura o dai radiatori, comprese tutte le apparecchiature aggiuntive.
1.2.35 sistema a pompa di calore
Un sistema a pompa di calore è costituito dalla pompa di calore e dal sistema della fonte di calore. Nel caso di pompe di calore salamoia e acqua/acqua, l'impianto della fonte di calore deve essere sviluppato separatamente.
1.2.36 Sistema di riscaldamento a pompa di calore
Sistema completo, composto dall'impianto della fonte di calore, dalla pompa di calore e dal sistema di utilizzazione del calore.
1.2.37 fonte di calore
Mezzo dal quale viene estratto il calore dalla pompa di calore.
1.2.38 Sistema fonte di calore (WQA)
Dispositivo per estrarre calore da una fonte di calore e trasportare il vettore di calore tra la fonte di calore e la pompa di calore, compresi tutti i dispositivi aggiuntivi.
1.2.39 mezzo di trasferimento di calore
Mezzo liquido o gassoso (ad es. acqua, salamoia o aria) con il quale viene trasportato calore.
1.2.40 Riscaldamento a parete
Il riscaldamento a parete con acqua che lo attraversa si comporta come un grande radiatore e presenta gli stessi vantaggi del riscaldamento a pavimento. Di norma, da 25 ° C a 28 ° C sono sufficienti per il trasferimento di calore, che viene portato principalmente nella stanza come calore radiante.
1.3 Simboli delle formule
dimensione | simbolo | unità | Altre unità (definizione) |
Dimensioni | m | kg |
|
densità |
| kg/m3 |
|
Tempo | T | S | 1h = 3600s |
Flusso volumetrico | V | m3/ S |
|
Flusso di massa | m | kg/sec |
|
forza | F. | n | 1N = 1kg m/s2 |
pressione | P | N/m2; papà | 1 Pa = 1 N/m2 1 bar = 105 papà |
Energia, lavoro, calore (quantità) | E, Q | J | 1 J = 1 Nm = 1 Ws = 1 kg m2/ S2 1 kWh = 3600 kJ = 3,6 MJ |
entalpia | h | J |
|
(Capacità di riscaldamento | P. | W. | 1 W = 1 J/s = 1 Nm/s |
temperatura | T | K | Temperatura assoluta, differenza di temperatura, temperatura in ° Celsius |
Potenza sonora Pressione sonora | l.WA l.PAPÀ | dB (riferito a 1pW) dB (ri 20 microPa) | Livello di pressione sonora Livello di potenza sonora |
Efficienza | - |
| |
Cifra delle prestazioni | (POLIZIOTTO) | - | Cifra delle prestazioni |
Ritmo di lavoro | ß | - | ad es. dati sulle prestazioni annuali |
spec. Contenuto di calore | C | J / (kgK) kWh / (m3 K) | ad esempio c(Acqua) = 4182 J / (kg K) o 1,1617 kWh / (m3 K) |
Tabella 0.2: Panoramica della tabella dei simboli importanti delle formule
1.4 lettere greche
alfa | Iota | Rho | ||||||
beta | Kappa | Sigma | ||||||
gamma | Lambda | rugiada | ||||||
delta | Mu | Ypsilon | ||||||
epsilon | Nu | Phi | ||||||
Zeta | Xi | chi | ||||||
Eta | Omicron | Psi | ||||||
Theta | pi | omega |
Tabella 0.3: Panoramica della tabella delle lettere greche
1.5 Contenuto energetico di diversi combustibili
carburante | valore calorico 1 | Valore calorico 2 | CO . massima2 Emissione (kg/kWh) in base a | |
valore calorico | Valore calorico | |||
Carbone duro | 8,14 kWh/kg | 8,41 kWh/kg | 0,350 | 0,339 |
Olio da riscaldamento EL | 10,08 kWh/l | 10,57 kWh/l | 0,312 | 0.298 |
Olio da riscaldamento S | 10,61 kWh/l | 11,27 kWh/l | 0.290 | 0.273 |
Gas naturale L | 8,87 kWh/mn3 | 9,76 kWh/mn3 | 0.200 | 0,182 |
Gas naturale H | 10,42 kWh/mn3 | 11,42 kWh/mn3 | 0.200 | 0,182 |
Gas di petrolio liquefatto (propano) | 12,90 kWh/kg 6,58 kWh/l | 14,00 kWh/kg 7,14 kWh/l | 0.240 | 0.220 |
attuale | --- | --- | 0.200 |
Potere calorifico Hi (ex Hu): Il potere calorifico Hi (noto anche come potere calorifico inferiore) è la quantità di calore che viene rilasciata durante la combustione completa, quando il vapore acqueo prodotto durante la combustione fuoriesce inutilizzato
Potere calorifico Hs (ex Ho): Il potere calorifico Hs (chiamato anche potere calorifico superiore) è la quantità di calore che viene rilasciata durante la combustione completa, quando il vapore acqueo generato durante la combustione viene condensato e il calore di evaporazione è quindi utilizzabile.
Tabella 0.4: Contenuto energetico di vari combustibili
1.6 Tabelle di conversione
1.6.1 Unità di energia
unità | J | kWh | kcal |
1 J = 1 Nm = 1 Ws | 1 | 2.778 * 10-7 | 2.39 * 10-4 |
1 kWh | 3.6 * 106° | 1 | 860 |
1 kcal | 4.187 * 103 | 1.163 * 10-3 | 1 |
Capacità termica specifica dell'acqua: 1,163 Wh / kg K = 4,187 J / kg K = 1 kcal / kg K |
Tabella 0.5: Tabella di conversione per unità di energia
1.6.2 Unità di prestazione
unità | kJ / h | W. | kcal / h |
1 kJ/h | 1 | 0.2778 | 0.239 |
1 w | 3.6 | 1 | 0,86 |
1 kcal/h | 4.187 | 1.163 | 1 |
Tabella 0.6: Tabella di conversione per unità di potenza
1.6.3 Pressione
sbarra | Pascal | Torr | Colonna d'acqua |
1 | 100.000 | 750 mm HG | 10,2 m |
Tab. 0.7: Tabella di conversione per unità di pressione
1.6.4 lunghezza
metro | Dogana | piede | Iarda |
1 | 39.370 | 3.281 | 1.094 |
0,0254 | 1 | 0,083 | 0,028 |
Tabella 0.8: Tabella di conversione per unità di lunghezza
1.6.5 Poteri
intento | Abbreviazioni | significato | intento | Abbreviazioni | significato |
Deka | là | 101 | deci | D | 10-1 |
Etto | h | 102 | centesimo | C | 10-2 |
chilo | K | 103 | Milli | m | 10-3 |
Mega | M. | 106° | micro | m | 10-6 |
Giga | G | 109 | Nano | n | 10-9 |
Tera | T | 1012° | Pico | P | 10-12 |
Peta | P. | 1015° | Femto | F | 10-15 |
Esame | e. | 1018° | Atto | un | 10-18 |
Tab. 0.9: Panoramica della tabella delle potenze
1.7 Ausili per la pianificazione e l'installazione
1.7.1 Dimensionatore tubi
Per ridurre al minimo le perdite di pressione e quindi la potenza richiesta per le pompe di circolazione, le sezioni dei tubi devono essere dimensionate adeguatamente. La perdita di pressione specifica per metro di tubo e la velocità di flusso del fluido nel tubo, in base alla portata nominale, sono i criteri di progettazione per questo.
I seguenti valori guida non devono essere superati:
dpMax = 120 Pa/m
di tubazioni da DN 10 a DN 65 wMax = 0,7 m/s
da tubi da DN 80 a DN 125 wMax = 1,2 m/s
da tubi DN 150 wMax = 2,0 m/s
Fig. 0.8: dimensionatore per tubi Dimplex
ATTENZIONE
Il diametro interno approssimativo del tubo può essere determinato con l'aiuto del diagramma. Il layout approssimativo non sostituisce un calcolo della rete di tubazioni. Le perdite di pressione determinate dal calcolo della rete di tubazioni sono necessarie anche per la progettazione della pompa di circolazione.
NOTA
Quando si utilizzano miscele di acqua-glicole, la perdita di pressione nel sistema aumenta. Questo deve essere preso in considerazione durante la progettazione della pompa.
NOTA
Quando si utilizzano tubi compositi, sono previste maggiori perdite di carico a causa delle notevoli riduzioni di sezione sui raccordi. In caso di sezioni di tubo con un numero elevato di raccordi, il diametro del tubo dovrebbe essere almeno una dimensione più grande. Quando si progettano componenti aggiuntivi della tubazione (valvole di ritegno, valvole di commutazione a 2 e 3 vie, ecc.), anche la perdita di pressione deve essere ridotta al minimo.
1.7.2 Copia master per la determinazione sperimentale della temperatura di sistema effettivamente richiesta
Fig. 0.9: Diagramma per la determinazione sperimentale della temperatura dell'impianto effettivamente richiesta
Valori misurati [° C] | esempio | 1 | 2 | 3 | 4° | 5 | 6° | 7° | 8° | 9 |
Temperatura esterna | -5°C |
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Temperatura di mandata | 52°C |
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Temperatura di ritorno | 42°C |
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Differenza di temperatura | 10°C |
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Eseguire i seguenti passaggi durante la stagione di riscaldamento a diverse temperature esterne:
Impostare i termostati ambiente in ambienti con un elevato fabbisogno di calore (ad es. bagno e soggiorno) al livello più alto (valvole completamente aperte!).
Ridurre la temperatura di mandata sulla caldaia o sulla valvola miscelatrice fino a raggiungere la temperatura ambiente desiderata di circa 20-22°C (notare l'inerzia dell'impianto di riscaldamento!).
Annotare nella tabella le temperature di mandata e ritorno e la temperatura esterna.
Trasferire i valori misurati sul diagramma.