Stai considerando l'installazione di una pompa di calore in un edificio con un vecchio sistema di riscaldamento? Come proteggere la pompa di calore da un sistema aperto che potrebbe danneggiarla? Scopri come nella pratica si separano le pompe di calore dalle vecchie installazioni utilizzando scambiatori di calore a piastre.
Principalmente ci riferiamo ai sistemi aperti, una situazione che si verifica spesso se vogliamo collegare una pompa di calore in una vecchia casa. Naturalmente, presupponiamo che una ristrutturazione completa dell'impianto di riscaldamento - ad esempio, la conversione del sistema in uno chiuso - non sia attualmente possibile e che tale ristrutturazione debba aspettare. Le ragioni possono essere molte, molto spesso il motivo è semplicemente l'alto costo di tale ristrutturazione. Le pompe di calore generalmente non possono funzionare in sistemi aperti, sono considerate troppo delicate (i sensori di funzionamento, i sensori di temperatura potrebbero non resistere) - e i produttori richiedono l'installazione in un sistema chiuso per mantenere la garanzia.
Le pompe di calore non sono raccomandate per funzionare con vecchi impianti di riscaldamento, poiché questi spesso richiedono temperature elevate (ad esempio 60-75°C), che non corrispondono alle condizioni ottimali di funzionamento delle pompe di calore. Le pompe di calore funzionano in modo più efficiente a temperature più basse (30-48°C), tipiche dei moderni sistemi a bassa temperatura, come il riscaldamento a pavimento. Inoltre, i vecchi impianti possono avere tubi scarsamente isolati e radiatori con una grande capacità d'acqua, il che aumenta le perdite di calore e riduce l'efficienza della pompa di calore, portando a costi di gestione più elevati. Ma ciò ovviamente non significa che le persone non installino pompe di calore nelle vecchie case.
✅ Se tuttavia decidiamo di optare per questa soluzione - consapevoli di queste carenze - vale la pena dividere il nostro impianto di riscaldamento in due parti: un sistema aperto per i radiatori e un circuito più breve - un sistema chiuso per la pompa di calore. L'elemento che collega le due parti sarà in questo caso uno scambiatore di calore a piastre. Di questo parleremo più avanti nell'articolo.
Le ragioni sono varie, una di queste è il funzionamento senza manutenzione delle pompe di calore. Costi più elevati, maggiore consumo di elettricità generato dalle pompe di calore sono un problema invernale - ma meno nei periodi di transizione come l'autunno o la primavera. Quando la temperatura esterna è positiva - le pompe di calore funzionano senza manutenzione e in modo relativamente economico anche nei vecchi impianti di riscaldamento. Tuttavia, avere un impianto in un sistema aperto ha i suoi vantaggi. Permette infatti di mantenere un'altra fonte di calore, un po' più vecchia - che non teme l'inverno. Ci riferiamo a una caldaia a carbone, una caldaia a legna o anche un caminetto. In questo caso, si può quindi avere un riscaldamento ibrido - una pompa di calore con una caldaia di emergenza in caso di ritorno di inverni rigidi.
Altre ragioni per cui le persone installano pompe di calore nei vecchi impianti di riscaldamento sono i sussidi governativi, da programmi come Aria Pulita. A prescindere dalla validità o meno di questi programmi - l'installazione di una pompa di calore è a volte quasi gratuita, quindi "conviene" anche nelle vecchie costruzioni.
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Uno scambiatore di calore a piastre è un piccolo dispositivo che funziona a flusso, in controcorrente. Ha due canali - attraverso i quali può far passare due fluidi - ad esempio uno chiuso (in cui funziona la pompa di calore) e uno aperto, in cui può rimanere il vecchio impianto dell'edificio. Lo scambiatore di calore a piastre funziona in modo che i due fluidi possano scambiarsi energia termica - o, più semplicemente, in modo che il mezzo più caldo trasferisca calore al mezzo più freddo. In questo modo, permette di trasferire il calore prodotto dalla pompa di calore al vecchio impianto aperto - e ciò avviene (e questo è il punto chiave) - senza che i fluidi si mescolino. Quindi, i due sistemi sono collegati - ma rimangono comunque sistemi separati.
Lo scambiatore a piastre è un dispositivo piuttosto compatto, con un peso che va da pochi a una dozzina di chilogrammi - almeno se parliamo di modelli utilizzati per collegare pompe di calore split o monoblocco in classiche case unifamiliari.
Per capire come avviene la separazione della pompa di calore dal vecchio impianto, basta guardare lo schema qui sotto. È necessario creare un piccolo sistema chiuso, un circuito piuttosto breve, in cui la nostra pompa di calore possa funzionare in completa sicurezza. Questo sistema deve essere collegato tramite uno scambiatore a piastre al vecchio sistema di riscaldamento. Lo scambiatore a piastre occupa una posizione centrale in questo sistema, anche se è solo un accessorio - come suggerisce il nome, non produce calore - ma permette solo lo scambio di temperatura tra un sistema e l'altro.
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Lo schema di collegamento delle pompe di calore è semplificato - e include solo gli elementi di base necessari per comprendere l'idea di separare la pompa di calore dal vecchio impianto a sistema aperto, in cui lo scambiatore a piastre svolge il ruolo di collegamento. Tutto ciò che si trova a destra dello scambiatore a piastre funziona in un impianto aperto, mentre tutto ciò che si trova a sinistra funziona in un sistema chiuso con la pompa di calore in testa (1).
1. Pompa di calore
2. Pompe di circolazione
3. Scambiatore di calore a piastre in controcorrente
4. Vecchio impianto di riscaldamento a sistema aperto - ovvero i radiatori.
Lo schema, come disegno semplificato, omette la possibilità di mantenere nel sistema aperto una fonte di calore che dovrebbe funzionare in un impianto aperto con un vaso di espansione aperto (potrebbe essere ad esempio un caminetto o una stufa a carbone). Allo stesso modo, nel sistema chiuso insieme alla pompa di calore potrebbe essere collegata un'altra fonte di calore, ma che richiede un sistema chiuso - ad esempio una caldaia a condensazione.
Le pompe di tipo split hanno la particolarità di essere installate praticamente interamente all'interno dell'edificio - ovviamente ad eccezione dell'unità esterna. Ciò significa che non è necessario riempire il loro sistema con glicole - come si fa nel caso delle pompe di calore monoblocco esposte al congelamento. In questa situazione, l'unica ragione per cui utilizziamo uno scambiatore di calore a piastre e separiamo la pompa di calore SPLIT - è l'eventuale cattivo stato del vecchio impianto e l'impossibilità di installare la pompa di calore SPLIT in un sistema aperto (questo va evitato, anche a causa delle raccomandazioni di garanzia).
La situazione può essere diversa nel caso delle pompe di calore monoblocco - se decidiamo di riempire il loro circuito con glicole. Di questo parleremo di seguito.
Le pompe di calore monoblocco sono dispositivi leggermente diversi dalle pompe di tipo split. Parte del dispositivo si trova all'esterno. Questo è sicuramente un vantaggio per chi non dispone di molto spazio - ma nelle regioni con frequenti interruzioni di corrente può sorgere il problema del rischio di congelamento. In caso di frequenti interruzioni di corrente, la pompa potrebbe non essere in grado di eseguire lo sbrinamento (defrost) - il che potrebbe portare al congelamento e al danneggiamento dei componenti. Per questo motivo, alcune persone decidono di creare un circuito più breve per la pompa di calore - anche se si collega a una nuova casa, anche con un sistema chiuso sicuro e vantaggioso. Questo circuito è riempito con un liquido antigelo (glicole) - anche se in realtà si tratta più che altro di una soluzione di glicole miscelata con acqua, che riduce il rischio di congelamento.
Il circuito a glicole della pompa di calore monoblocco - deve quindi essere separato dal sistema di riscaldamento domestico - indipendentemente dal fatto che la casa sia basata su un vecchio o su un nuovo impianto di riscaldamento. Questa è quindi una specificità e una motivazione tecnica leggermente diversa rispetto alle pompe di calore Split - queste vengono separate con uno scambiatore a piastre di solito a causa della necessità di protezione dalle impurità dei sistemi aperti.
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