Domande frequenti sui pompe di calore da aria a acqua

Le pompe di calore sono un tipo di sistema di riscaldamento e raffrescamento che godono di popolarità per la loro versatilità ed efficienza. Sono diverse dagli impianti di condizionamento tradizionali, e il termine 'pompa di calore' viene a volte utilizzato come un termine generico per diversi tipi di sistemi HVAC. Quindi, per questo post cercheremo di rispondere a domande come:

D. Cos'è una pompa di calore?

Una pompa di calore è una tecnologia ben consolidata ed altamente efficiente, alimentata elettricamente, utilizzata per il riscaldamento e il raffrescamento degli ambienti, il riscaldamento dell'acqua e l'asciugatura dei vestiti. Le pompe di calore utilizzano refrigerante e tecnologie molto simili a quelle del comune condizionatore d'aria, ma, a differenza dei condizionatori, le pompe di calore possono anche fornire vari tipi di riscaldamento per la tua casa.

D. Quali sono i diversi tipi di apparecchiature e attrezzature delle pompe di calore utilizzate nelle case?

A. Le pompe di calore vengono utilizzate principalmente nelle abitazioni per il riscaldamento e il raffrescamento degli ambienti e per il riscaldamento dell'acqua. Le pompe di calore più comuni utilizzate per il riscaldamento e il raffrescamento degli spazi (a volte chiamate "condizionamento d'aria") scambiano calore tra l'aria interna ed esterna e vengono definite sistemi "a sorgente aria" o "aria-aria". I riscaldatori d'acqua a pompa di calore vengono definiti sistemi "aria-acqua" e vengono installati separatamente per riscaldare l'acqua per le docce e i lavandini, proprio come i tradizionali riscaldatori d'acqua. Le pompe di calore geotermiche utilizzate per il condizionamento d'aria (vedere dettagli qui sotto) sono sistemi "acqua-aria" o "acqua-acqua". Infine, la tecnologia delle pompe di calore viene anche utilizzata negli elettrodomestici asciugabiancheria.

Q. Quali sono i vantaggi delle pompe di calore?

A. A differenza dei sistemi che bruciano gas per generare calore, le pompe di calore non rilasciano gas serra nell'atmosfera durante l'operazione. Le pompe di calore possono funzionare con l'elettricità prodotta da sistemi solari sui tetti o da fonti utilitarie. In base all'efficienza del tuo sistema attuale e a eventuali miglioramenti apportati ai condotti e ad altre misure di sigillatura, la tua bolletta dell'utilità annua sarà probabilmente più bassa con un sistema a pompa di calore. L'approccio più pratico è quello di sostituire i sistemi vecchi pronti a fallire con generalmente più efficienti sistemi a pompa di calore. I costi del progetto dovrebbero essere circa 600 a 2.700 dollari inferiori per sostituire sia il condizionatore d'aria che la caldaia con una pompa di calore, piuttosto che con un nuovo condizionatore d'aria e una nuova caldaia. Questi costi sono stati mediati su una gamma di efficienze e dimensioni e sono stati derivati da manuali di stima e da un sondaggio tra appaltatori.

Q. Ci sono incentivi per le pompe di calore?

A. Sì! Nel contea di Yolo, il nuovo programma TECH Clean California consente ai contraenti partecipanti di guadagnare tra 3000 e 4800 dollari in rimborso per i pompe di calore per il condizionamento dell'aria, a seconda dei combustibili e dell'efficienza dei sistemi esistenti, più ulteriori rimborghi se vengono eseguite sigillature dei condotti e calcoli dettagliati di dimensionamento. Sono inoltre disponibili rimborghi per le pompe di calore per l'acqua fino a 3800 dollari, che possono essere installate da idraulici, e, per le abitazioni residenziali multi-familiari, c'è un ulteriore rimborso di 2800 dollari per gli aggiornamenti del pannello elettrico necessari. Sono previsti rimborghi simili anche per gli appartamenti multi-familiari. Cerca i contraenti partecipanti sul sito web del programma TECH.

Gli incentivi del nuovo programma TECH sono progettati per integrarsi con il già esistente Comfortable Home Rebate programma di PG&E il cui sito web mostra entrambi i rimborghi affiancati.

D. Perché dovrei fare un piano per sostituire i miei sistemi esistenti con pompe di calore adesso?

A. Se aspetti che si verifichi un guasto, è probabile che avrai bisogno di un nuovo sistema in fretta, il che non ti lascia il tempo di scegliere la pompa di calore giusta per te. Se il tuo condizionatore ha più di 15 anni, o soprattutto se sta fallendo, ottenere tre preventivi dagli imprese partecipanti adesso ti permetterà di evitare decisioni stressanti in una situazione urgente. Inoltre, gli incentivi non sono mai stati migliori: il programma TECH è previsto finisca a dicembre 2025 (il Programma Casa Comfort, che costituisce una parte molto minore degli incentivi, viene rinnovato annualmente).

Q. Ci sono altre cose che dovrei considerare?

A. Assolutamente! Soprattutto se ti trovi in una casa più vecchia e le condutture sono nel sottotetto, dovresti seriamente prendere in considerazione il rimuovere l'isolamento termico dal soffitto, sigillare le perdite d'aria nel soffitto e sostituire le condutture con delle nuove isolate almeno a R-6. Le condutture dovrebbero essere installate in modo da riposare sul pavimento del sottotetto, dopodiché può essere aggiunto un nuovo isolamento R-49 (o migliore) sopra le condutture per fornire ulteriore isolamento. I tratti di conduttura possono anche essere accorciati per ridurre la superficie e le perdite termiche. Infine, invece di installare un sistema della stessa dimensione di prima, il nuovo pompa di calore dovrebbe essere dimensionato tenendo conto del carico ridotto di riscaldamento e raffreddamento e delle perdite diminuite delle condutture. Queste sono le cose più importanti che puoi fare per ridurre il consumo di energia della tua casa e i costi annuali, migliorando il comfort.

Q. Ho sentito molto parlare ultimamente dei 'mini splits'. Anche loro sono pompe di calore?

A. Sì. La maggior parte delle case unifamiliari ha un sistema di riscaldamento e raffrescamento "centrale" che serve ogni stanza utilizzando condotte che consegnano aria attraverso griglie. Entrambi i sistemi tradizionali e quelli a pompa di calore possono utilizzare condotte, ma negli ultimi dieci anni le pompe di calore "mini-split" o "senza condutture" sono diventate comuni. I mini-split hanno una capacità di riscaldamento e raffrescamento inferiore rispetto ai sistemi centrali con pompa di calore dotati di condutture e di solito servono solo una o due stanze che per vari motivi sono difficili da riscaldare o raffreddare con un sistema centrale dotato di condutture. Utilizzando "unità" montate sulle pareti o sul soffitto, le pompe di calore mini-split tendono ad essere più efficienti. Tuttavia, la maggior parte delle case richiederebbe più di una unità per coprire diverse stanze, e il costo del trattamento di un'intera casa in questo modo potrebbe diventare proibitivo. Nonostante queste differenze, i mini-split funzionano sugli stessi principi delle pompe di calore e sono eleggibili per rimborosi simili.

Q. Cos'è un sistema "ibrido" o a doppio combustibile?

A. Quando le temperature si avvicinano al punto di congelamento, le pompe di calore a "sorgente aria" possono essere meno efficienti perché devono interrompersi per sghiacciare la bobina esterna (invertendo il ciclo e passando brevemente in modalità raffrescamento per sciogliere il ghiaccio dalla bobina). Un modo per affrontare questa limitazione sono i sistemi ibridi o a doppia fonte di energia. I sistemi ibridi o a doppia fonte di energia includono un forno a gas naturale per coprire i periodi in cui le pompe di calore non possono fornire un riscaldamento sufficiente velocemente o efficacemente (nei giorni più freddi o quando si ripristina la temperatura dopo una notte o una pausa per le vacanze). I sistemi ibridi possono offrire tranquillità mentale a chi è esitante ad eliminare completamente il gas naturale.

Q. Quanto costerà se devo aggiornare il mio servizio elettrico?

Le case costruite prima del 1990 potrebbero richiedere un aumento della capacità del servizio elettrico per accogliere il carico aggiuntivo derivante dai sistemi di pompa di calore. Se il vostro pannello elettrico esistente è classificato a 200 ampere o più, con rare eccezioni, dovrebbe supportare un sistema di riscaldamento e raffrescamento a pompa di calore, una pompa di calore per l'acqua calda e un caricabatterie per veicoli elettrici. Il costo per aggiornare il servizio elettrico si aggira mediamente sui $3,000. Per le abitazioni più vecchie dotate di cavi sospesi o per le case più recenti con servizio sotterraneo con cavi che passano attraverso condotte, il costo è relativamente basso. Gli aggiornamenti del servizio sono più elevati quando i cavi sono seppelliti direttamente e devono essere installate nuove condotte e cavi.

D. Ho bisogno di 'heat strips' a resistenza elettrica come parte del mio sistema a pompa di calore?

Le fasce di riscaldamento sono una funzione ausiliaria di riscaldamento meno efficiente, a volte installata dai contractor per fornire un riscaldamento supplementare durante periodi di grande freddo (e cicli di scongelo dei pompe a calore). Alcuni contractor ritengono che le fasce di riscaldamento non siano necessarie nel nostro clima se i sistemi vengono progettati correttamente con calcoli di carico precisi e soprattutto se i condotti sono in uno spazio condizionato o ben sigillati e isolati nell'attico. Le pompe a calore mini-split con compressori a velocità variabile non utilizzano fasce di riscaldamento. Le fasce di riscaldamento richiedono inoltre un circuito dedicato da 240v, il che aumenta i costi.

D. Sto costruendo una nuova casa, quali sistemi di riscaldamento dovrei prendere in considerazione?

A. Dal punto di vista della riduzione delle emissioni di gas serra, la condizionamento dell'aria e il riscaldamento dell'acqua alimentati da elettricità sono le sole scelte. Passare a un sistema completamente elettrico con pompe di calore e piastra induzione è più costoso da installare, ma — per la costruzione di nuove abitazioni — quel costo è compensato dall'eliminazione del costo di installazione delle tubazioni per il gas. Inoltre, le tariffe fisse per il servizio di gas, indipendentemente dal consumo, vengono eliminate. Poiché le nuove case in California devono essere dotate di sistemi solari sui tetti, la generazione di elettricità sul posto probabilmente ridurrà i costi operativi.

Q. Come funzionano le pompe di calore?

A. Proprio come l'acqua scorre verso il basso sotto l'azione della forza di gravità, il "calore" fluisce naturalmente verso il "freddo" sotto l'azione delle forze termodinamiche. E proprio come l'elettricità può azionare una pompa per far salire l'acqua, può anche essere utilizzata per spostare il calore dal freddo al caldo utilizzando il ciclo di refrigerazione. Ad esempio, i frigoriferi e gli impianti di condizionamento estraggono il calore dall'interno di un'unità isolata e lo "spostano" nell'ambiente circostante. Le pompe di calore possono funzionare in entrambe le direzioni, cioè possono spostare il calore dall'interno all'esterno (raffreddamento) e dall'esterno all'interno (riscaldamento).

Per fornire raffreddamento, un compressore situato all'interno dell'unità esterna "condensatore" comprime il gas refrigerante, aumentandone la temperatura. Il gas caldo viene raffreddato e condensato in liquido passando attraverso una spirale raffreddata da un ventilatore nel condensatore. Il liquido raffreddato viene poi diretto ad un'altra spirale situata nell'unità interna di gestione dell'aria, dove passa attraverso un dispositivo di espansione, e mentre il refrigerante ritorna allo stato gassoso, assorbe calore dalla spirale. Per fornire riscaldamento, il processo viene invertito, e il refrigerante viene condensato nella spirale interna dove cede calore, mentre il liquido si espande nella spirale esterna dove assorbe calore dall'aria esterna.

La fonte è Cool David, grazie!