In fase di progettazione termotecnica, soprattutto di edifici di grandi dimensioni, è fondamentale calcolare il corretto dimensionamento delle pompe di calore. Non si tratta solo di trovare una macchina sufficientemente potente: il vero nodo critico è garantire che il sistema risponda in modo preciso, efficiente e continuo alle reali esigenze dell’edificio.
Un impianto sottodimensionato rischia di non garantire comfort termico nelle giornate più fredde, mentre uno sovradimensionato porta a cicli di accensione frequenti, inefficienze, maggiori costi di esercizio e usura anticipata dei componenti. E nei grandi edifici – condomini, strutture commerciali o scuole – l’impatto di un errore progettuale può diventare davvero oneroso.
La pompa di calore non è solo un generatore di calore: è il cuore pulsante dell'impianto, che lavora in simbiosi con l’involucro edilizio, l’impianto di distribuzione e gli stili di utilizzo degli spazi. Per questo, dimensionarla correttamente significa ottimizzare il sistema nella sua totalità.
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Dimensioni pompa di calore per grandi edifici: da cosa dipendono?
Il dimensionamento di una pompa di calore per edifici di grandi dimensioni non può essere ridotto a un semplice calcolo matematico. È un processo progettuale complesso che richiede competenze termotecniche specifiche e una visione d’insieme sull’intero sistema edificio-impianto.
Quali sono i principali rischi?
Il primo è il sottodimensionamento: se la pompa di calore non è in grado di coprire il fabbisogno termico nei momenti di picco (inverno rigido, piena occupazione, produzione simultanea di riscaldamento e ACS), si rischia un collasso del comfort.
Al contrario, il sovradimensionamento porta a continui on-off della macchina, aumentando i cicli di sbrinamento, peggiorando l’efficienza stagionale e accorciando la vita utile del package.
Per gli edifici di grandi dimensioni, il dimensionamento corretto deve tener conto di:
- Superficie riscaldata e volume totale da climatizzare;
- Fabbisogno termico specifico (kWh/m² anno), che varia in base a coibentazione, esposizione, zone climatiche;
- Carichi termici istantanei e medi (considerando anche il carico sanitario);
- Tipologia di terminali (radiatori, ventilconvettori, pavimento radiante);
- Curva climatica e flessibilità dell’impianto nel rispondere alle variazioni di temperatura esterna.
Un errore diffuso è considerare solo la potenza di targa della macchina. In realtà, il dato cruciale è la potenza termica utile, ovvero quella effettivamente resa dal sistema in funzione delle condizioni reali di esercizio.
Per esempio, le pompe di calore aria/acqua rendono molto meno al calare delle temperature esterne, quindi occorre sempre considerare le condizioni di progetto (es. -5°C o -7°C) e non le condizioni nominali (A7/W35) che spesso si leggono nelle schede tecniche.
Nei grandi edifici, una corretta valutazione del profilo di carico annuale permette di scegliere se convenga una pompa in grado di coprire tutto il fabbisogno o una combinazione ibrida con caldaia a supporto.
Il dimensionamento pompa di calore è quindi un punto di equilibrio tra prestazione, affidabilità e durabilità. E per raggiungerlo servono tecnologie modulari e compatibili in cascata, capaci di assicurare un alto grado di personalizzazione anche in edifici complessi.
Come calcolare correttamente la potenza della pompa di calore
Il passaggio chiave in ogni progetto è tradurre il fabbisogno energetico dell’edificio nella potenza della pompa di calore da installare. Ma come si arriva a questo dato? Quali strumenti e metodologie deve conoscere chi progetta o dimensiona sistemi per edifici complessi?
Il punto di partenza è sempre il calcolo del fabbisogno termico. In un edificio di grandi dimensioni questo processo include:
- Analisi delle dispersioni termiche (trasmittanze, ponti termici, ricambi d’aria);
- Determinazione del carico simultaneo di riscaldamento e acqua calda sanitaria (ACS);
- Calcolo del carico di punta in base alle condizioni climatiche di progetto (es. -5°C a Milano);
- Verifica del profilo di utilizzo giornaliero e settimanale, con curve di carico termico stagionali.
È importante distinguere tra carico di punta (tipicamente servito in parte dalla caldaia nei sistemi ibridi) e carico medio stagionale, che rappresenta la parte coperta in modo ottimale dalla pompa di calore. Qui entra in gioco il concetto di carico parziale, fondamentale per valutare la reale efficienza del sistema nel tempo.
Il fabbisogno espresso in kWh/anno deve essere convertito in kW di potenza termica utile, tenendo conto di fattori correttivi come:
- temperatura di mandata richiesta;
- tipologia dei terminali (più è alta la temperatura, più cala il COP della pompa);
- frequenza di cicli di sbrinamento (per le pompe aria/acqua);
- Ore di esercizio giornaliere, su questo punto si consiglia di mantenere accesa la pompa di calore il più a lungo possibile, evitando le intermittenze e le fasce orarie tipiche delle caldaie. Su questo punto il progettista e lo stesso installatore sono chiamati a spiegare al committente il diverso uso dell’impianto con la pompa di calore.
Una volta definita la potenza necessaria, si sceglie il modello più idoneo tra le soluzioni disponibili. Le pompe di calore Weishaupt Geoblock®, Aeroblock®, Splitblock® e WWP offrono un ventaglio di potenze che vanno dai piccoli impianti monofamiliari fino a oltre 180 kW per unità, con possibilità di combinazioni in cascata.
Infine, non va dimenticato un aspetto spesso trascurato: la modulazione. Le pompe di calore moderne, come la Aeroblock® Weishaupt, sono progettate per modulare la potenza in base al carico richiesto, migliorando il rendimento nei periodi di bassa richiesta e riducendo gli on-off, nemici dell’efficienza e della durabilità.
Confronto tra pompe di calore geotermiche, aria/acqua e sistemi ibridi
Una volta definita la potenza necessaria, il passo successivo è la scelta della tecnologia. Sì, ma quale? Aria/acqua, geotermica o sistema ibrido?
La risposta – come spesso accade nella progettazione impiantistica – è: dipende. Non esiste una soluzione “migliore” in assoluto, ma una soluzione più adatta al contesto specifico dell’edificio e al suo profilo di utilizzo.
Pompe di calore aria/acqua
Sono le più diffuse per la semplicità di installazione e il minor impatto in termini di opere civili. Le pompe di calore aria/acqua Weishaupt, come Splitblock®, Biblock® e Aeroblock®, coprono ampi range di potenza e si distinguono per:
- Alta efficienza in regime di carico parziale;
- Silenziosità operativa (grazie al compressore Scroll “Low Sound”);
- Modularità e reversibilità per il raffrescamento estivo.
Tuttavia, il rendimento stagionale (SCOP) è influenzato dalle temperature esterne. Più si scende sotto lo zero, più la potenza termica cala, rendendo necessaria un’integrazione (e qui entra in gioco l’ibrido).
Pompe di calore geotermiche
Le pompe Geoblock® Weishaupt, basate su sonde geotermiche a bassa entalpia, sono la soluzione ideale in contesti dove serve la massima efficienza annuale, indipendente dalle condizioni esterne. Con SCOP fino a 5,2, queste pompe assicurano:
- continuità operativa;
- mandata stabile anche a 65 °C;
- silenziosità totale (niente ventilatori esterni);
- integrazione perfetta con fotovoltaico e Smart Grid.
L’unico vincolo? La disponibilità di spazio
per la trivellazione. Ma in grandi edifici, dove il consumo è costante e i costi operativi contano, la geotermia è spesso la scelta più performante sul lungo periodo.
Sistemi ibridi
Quando le condizioni progettuali sono complesse, la soluzione più equilibrata è spesso un sistema ibrido. Le configurazioni ibride Weishaupt uniscono pompe di calore ad alta efficienza e caldaie a condensazione a gas (Thermo Condens®), in un unico package regolato da logiche intelligenti.
Questa architettura permette:
- copertura del carico base con la pompa di calore;
- intervento della caldaia solo in condizioni limite (freddo estremo o alta richiesta di ACS);
- adattabilità dinamica ai costi energetici (se il gas è più conveniente, il sistema lo preferisce);
- Ridondanza, se un apparecchio si guasta, l'altro continua a mantenere il sistema in funzione senza problemi.
Il sistema decide, istante per istante, quale generatore è più efficiente. E per un progettista, questa flessibilità si traduce in un impianto robusto, adattabile e capace di rispondere anche a esigenze future (es. variazioni normative, nuovi utenti, fotovoltaico con esigenze di autoconsumo).
Qualsiasi sia la tipologia di pompa di calore scelta, un aspetto da tenere sempre in considerazione è la silenziosità. Nei contesti residenziali e nei centri urbani, è essenziale scegliere pompe con ventilatori a basso numero di giri, scambiatori ad ampia superficie e compressori di ultima generazione – tutte caratteristiche presenti nei pacchetti Weishaupt.
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IMPIANTI IBRIDI DI ELEVATA POTENZA
Tecnologia Weishaupt per la riqualificazione energetica di impianti centralizzati, come condomini, edifici commerciali e terziari.
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