Pompa di calore per piscina: criteri di scelta e regole di installazione
Le pompe di calore sono, senza dubbio, una delle migliori invenzioni nel campo dei sistemi di riscaldamento. Esse permettono letteralmente di ottenere energia praticamente gratuita direttamente dall'aria, così come dalla terra o dall'acqua. Se si utilizza una pompa di calore per piscina, i costi per il riscaldamento dell'acqua possono essere notevolmente ridotti.
Le spiegheremo come scegliere il modello ottimale per l'utilizzo dell'energia "verde" per produrre calore che riscalda l'acqua. Nell'articolo presentato per la consultazione, viene illustrato in dettaglio il principio di funzionamento del sistema. Da noi imparerà come installare l'unità e come utilizzarla correttamente in ambito domestico.
Indice dei contenuti:
Come funziona una tale pompa?
L'energia è ovunque, anche negli oggetti che ci sembrano estremamente freddi. Semplicemente, questa energia ha un basso potenziale. Le pompe di calore permettono di estrarla dall'ambiente e trasformarla in energia ad alto potenziale. In tale stato, l'energia termica può essere utilizzata per il riscaldamento.
Le pompe di calore, così come i frigoriferi, funzionano secondo il principio di Carnot. Il frigorifero sposta l'energia termica dalla camera allo spazio circostante per creare un effetto di raffreddamento, mentre la pompa di calore funziona in direzione opposta.
Un tale sistema è composto da due parti principali – esterna e interna, tra di esse si trovano il compressore e l'evaporatore. Il fluido termovettore circola attraverso il sistema di tubi che si trovano all'esterno. Così assorbe l'energia dispersa nel terreno, nell'acqua o nell'aria, a seconda del tipo di pompa.
Successivamente, il fluido termovettore passa attraverso la camera dell'evaporatore, riempita di refrigerante (di solito – freon). Il refrigerante bolle a temperature molto basse. Riscaldandosi al contatto con l'energia termica a basso potenziale, passa allo stato gassoso ed entra nel compressore.
Qui il gas si riscalda e si sposta nel condensatore. Poi il refrigerante si raffredda, tornando allo stato liquido, e il calore che ha raccolto viene ceduto al sistema di riscaldamento interno, cioè all'impianto di riscaldamento della casa o, in questo caso, della piscina. Il ciclo si ripete molte volte.
Naturalmente, per il funzionamento di un tale sistema, ovvero delle unità di pompaggio, sarà necessaria una certa quantità di energia elettrica, senza la quale il sistema non può funzionare.
Ma la quantità di elettricità necessaria alla pompa di calore è circa quattro volte inferiore rispetto ai costi per il riscaldamento diretto dell'acqua con un riscaldatore elettrico. Con un consumo di potenza elettrica inferiore a 2,5 kW, la pompa di calore può produrre oltre 10 kW di energia termica.
Come scegliere il sistema adatto?
Le caratteristiche costruttive della pompa di calore la rendono più resistente all'umidità elevata rispetto a qualsiasi altro sistema di riscaldamento dell'acqua. Tuttavia, è necessario scegliere correttamente il tipo di pompa di calore, ovvero decidere la fonte di energia termica a basso potenziale.
Più stabile è la temperatura dell'ambiente, più efficientemente funziona la pompa di calore. Il terreno è considerato in questo senso l'opzione migliore, ma la realizzazione pratica richiede il rispetto di una serie di condizioni non semplici.
Sarà necessario un ampio terreno e lavori di scavo su larga scala. I tubi in cui circola l'acqua dovranno essere collocati nel sottosuolo; non sempre è possibile o comodo soddisfare questo requisito. Le pompe di calore tipo 'terra-acqua' sono raramente utilizzate per le piscine.
La pompa di calore ad acqua è leggermente più semplice da installare, poiché utilizza l'acqua come fonte di energia. L'opzione ideale – è un corpo idrico vicino: stagno, lago, fiume, ecc.
Non tutti i proprietari di terreni hanno accesso a tali risorse. Una soluzione più accessibile al problema – è calare i tubi dell'acqua in un pozzo o in un pozzetto. Ciò significa che sul terreno potrebbe essere necessario creare una fonte d'acqua aggiuntiva.
Sarà necessario meno tempo e fatica per installare una pompa di calore che sfrutta l'energia dispersa nelle masse d'aria. Per garantire un intenso ricambio d'aria, vengono utilizzati potenti ventilatori. Non sarà necessario né interrare i tubi né perforare un nuovo pozzo.
Certo, l'efficienza del riscaldamento con una pompa di calore ad aria può essere leggermente inferiore rispetto all'uso di fonti di energia stabili come la terra o l'acqua. Tuttavia, per un utilizzo stagionale dalla primavera all'autunno, e non tutto l'anno, questo modello è ideale. La maggior parte delle piscine nei terreni viene utilizzata proprio in questo periodo.
La pompa di calore può anche essere utilizzata in combinazione con altri sistemi di riscaldamento, ad esempio con il riscaldamento elettrico. Per il riscaldamento domestico, questi modelli sono talvolta abbinati a una caldaia a gas o elettrica. Ciò è particolarmente appropriato in aree dal clima rigido, poiché a temperature dell'aria inferiori a -20 gradi l'efficienza delle pompe di calore diminuisce drasticamente.
La caratteristica di qualsiasi modello industriale di pompa di calore – è il prezzo elevato. È possibile ridurre i costi costruendo un dispositivo del genere da soli. Non è un compito troppo difficile, molti artigiani lo hanno affrontato con successo. Tuttavia, i modelli industriali sono più affidabili, efficienti e facili da gestire.
Secondo le recensioni, l'elevato costo di un modello industriale di pompa di calore viene ammortizzato già nei primi due anni di utilizzo, e talvolta in pochi mesi. È molto importante scegliere un modello la cui potenza corrisponda esattamente al fabbisogno di calore dell'impianto.
Perdite termiche dell'oggetto
Per scegliere correttamente la pompa di calore in base alla potenza, è necessario determinare le perdite di calore della piscina in cui verrà installato l'apparecchio.
Nel caso della piscina, è necessario considerare:
- la posizione in cui si trova la piscina;
- la presenza e il grado di affidabilità della piscina;
- il volume della vasca;
- la temperatura iniziale dell'acqua;
- la temperatura ottimale dell'acqua per il bagno;
- la presenza di fattori aggiuntivi che influenzano la variazione della temperatura dell'acqua: riscaldamento dell'aria in una struttura coperta, condizionamento e simili.
Per calcolare le perdite termiche della struttura, alcuni specialisti raccomandano di utilizzare il metodo descritto in DBN V.2.5-67: 2013. La potenza della pompa deve superare del 30% l'entità delle perdite termiche della piscina.
Questi calcoli sono piuttosto specifici, è meglio affidarli a un esperto. Consigli utili possono essere ottenuti da specialisti esperti che si occupano della produzione o vendita di pompe di calore. Utili nella scelta di una pompa di calore saranno anche le informazioni sulla potenza dello scambiatore di calore dell'apparecchio.
Questo indicatore riflette il consumo di energia termica per il riscaldamento dell'acqua della piscina in un determinato intervallo di tempo.
In forma semplificata, la formula può essere espressa come:
P = 1.16 × ΔT/t × V (kW)
Dove:
- 1,16 – coefficiente correttivo delle perdite termiche;
- ΔT – numero di gradi che separa il valore iniziale e finale della temperatura dell'acqua della piscina, °C;
- t – tempo di funzionamento dell'apparecchio fino al raggiungimento della temperatura dell'acqua desiderata, ore;
- V – volume della vasca, m³;
Naturalmente, questa formula non tiene conto di una serie di fattori come l'effetto del riscaldamento nell'ambiente della piscina coperta, la presenza di condizionamento dell'aria, la presenza di isolamento e simili.
Ma nella scelta del modello appropriato di pompa di calore, questo calcolo può essere molto utile. Durante i calcoli è utile considerare che per una piscina coperta la temperatura ottimale dell'aria è considerata di 28 gradi, e la temperatura dell'acqua – di 24 gradi.
Aspetti importanti nella scelta della pompa
Nel scegliere una pompa di calore adatta, non bisogna orientarsi solo sulla sua potenza. Viene data importanza anche ad altri fattori. Ad esempio, le dimensioni della pompa, che ricorda un grande contenitore metallico.
Il luogo di installazione viene solitamente scelto in anticipo; bisogna assicurarsi che il modello scelto vi trovi spazio sufficiente, lasciando abbastanza spazio per la persona che installerà e manuterrà l'apparecchio.
Quanto minore è la differenza tra la temperatura dell'aria esterna e la temperatura dell'acqua della piscina, tanto maggiore sarà l'effetto dell'uso della pompa di calore e tanto più elevata la sua efficienza.
Il controllo automatico di alcuni modelli consente di modificare il funzionamento della pompa tenendo conto non solo della temperatura esterna, ma anche della velocità di raffreddamento dell'acqua della piscina, nonché della capacità dell'edificio (se si tratta di una piscina coperta) di trattenere il calore.
Durante il funzionamento, la pompa di calore vibra e produce rumore. Minore è il rumore nell'area, meglio è. Prima dell'acquisto, è necessario trovare un modo per valutare il livello di rumore prodotto dai diversi modelli di pompe di calore.
Il costo dell'unità può essere notevolmente influenzato dalla presenza del modulo di controllo automatico. Se i fondi lo consentono, non bisogna rinunciare a questo moderno e comodo accessorio. In primo luogo, l'automazione aumenta il comfort durante l'uso dell'attrezzatura, poiché non è necessario distrarsi continuamente per accenderla, regolarla, spegnerla, ecc.
In secondo luogo, il funzionamento dell'apparecchio in modalità automatica aumenta significativamente la sua durata operativa, cioè la vita utile. Ma i guasti sono comunque possibili. Per ridurre al minimo i problemi legati al funzionamento della pompa di calore, è utile avere documenti di garanzia correttamente compilati per il dispositivo.
Tuttavia, non basta avere un modulo ufficiale timbrato. A volte i venditori tacciono modestamente sul fatto che la riparazione in garanzia viene eseguita solo da un'azienda specializzata situata a centinaia di chilometri dal luogo di installazione dell'apparecchiatura.
È successo anche che il dispositivo dovesse essere spedito all'estero per la riparazione. Tale assistenza in garanzia è estremamente scomoda, poiché costa al proprietario interi mesi di tempo.
Chi è in grado di eseguire semplici riparazioni di elettrodomestici dovrebbe studiare in anticipo le caratteristiche del modello scelto e la disponibilità di parti di ricambio. Se i pezzi necessari non sono disponibili nelle vicinanze, bisognerà ordinarli appositamente, pagare una lunga spedizione, ecc. La previdenza aiuterà a evitare tali problemi.
Se il costo di una pompa di calore prodotta in fabbrica sembra esorbitantemente alto, è possibile assemblarla da soli. Come realizzare l'unità partendo da materiali quasi di scarto è descritto nell'articolo che consigliamo.
Caratteristiche del montaggio del dispositivo
La procedura di collegamento della pompa di calore per piscina dipende dalle caratteristiche del modello specifico. Pertanto, prima di iniziare i lavori, è necessario studiare attentamente le istruzioni del produttore e rispettare scrupolosamente i requisiti e le raccomandazioni in esse contenute. Di solito, i modelli industriali vengono forniti già assemblati e con un set di componenti necessari per l'installazione.
1 – Pompa di calore per piscina
2 – Dispositivo di controllo remoto
3 – Acqua pulita per piscina
4 – Pompa di circolazione
5 – Bypass (canale di derivazione) e valvole di regolazione
6 – Tubo di mandata dell'acqua dalla piscina
7 – Filtro
Durante il collegamento, sarà necessario installare un paio di tubi e fornire l'alimentazione elettrica. Nel sistema di servizio della piscina, il riscaldatore viene installato in modo che si trovi dopo il sistema di filtraggio e prima del cloratore.
È molto importante scegliere correttamente il luogo per l'installazione dell'apparecchiatura. Di solito, una pompa di calore del tipo aria-acqua è un'unità di dimensioni imponenti, simile all'unità esterna di un sistema split di condizionatore.
Il luogo per l'installazione di tale apparecchiatura deve soddisfare i seguenti requisiti:
- buona ventilazione;
- assenza di ostacoli al movimento delle masse d'aria;
- distanza da fiamme libere e altre fonti di calore;
- protezione dagli agenti atmosferici esterni: precipitazioni, detriti cadenti dall'alto, ecc.;
- accessibilità per la manutenzione tecnica e le riparazioni necessarie.
Molto spesso, la pompa di calore viene installata sotto una tettoia. Per una protezione aggiuntiva, è possibile installare un paio di pareti laterali, ma queste non devono in alcun modo ostacolare il flusso d'aria generato dai ventilatori.
La pompa viene montata su un telaio metallico, la base deve essere rigorosamente orizzontale. Ciò consentirà di ridurre al minimo problemi come vibrazioni e rumore durante il funzionamento dell'apparecchio, e proteggerà il dispositivo da guasti.
Durante l'installazione della pompa di calore e il suo collegamento all'impianto, è importante assicurarsi che tutti i suoi elementi siano puliti. Non sarà superfluo controllare anche la superficie interna dei tubi utilizzati per il collegamento.
Tutti i punti di giunzione dei tubi in cui circola l'acqua devono essere accuratamente sigillati e controllati per eventuali perdite. Per evitare che le vibrazioni della pompa di calore durante il funzionamento si trasmettano al resto dell'impianto, è opportuno considerare l'opzione di collegamento tramite tubi flessibili.
L'approvvigionamento elettrico della pompa di calore richiederà particolare attenzione. Deve essere pienamente conforme alle norme di installazione delle apparecchiature elettriche, tenendo conto di tutti i requisiti di sicurezza antincendio.
Vicino alla piscina di solito si mantiene un alto livello di umidità e la probabilità di contatto dell'apparecchiatura elettrica con l'acqua aumenta notevolmente. Pertanto, è necessario isolare accuratamente tutti i punti di contatto elettrico, proteggendoli ulteriormente da un possibile contatto con l'umidità.
Nello schema di collegamento della pompa di calore all'alimentazione elettrica è obbligatorio includere interruttori automatici dotati di sensori che reagiscono all'aumento della temperatura. Saranno necessari anche dispositivi di protezione che impediscano la dispersione di corrente.
Tutti i nodi conduttori devono essere obbligatoriamente messi a terra. Per il collegamento dei cavi, sia di potenza che di controllo, saranno necessari appositi morsetti. Nel manuale del produttore è solitamente indicata la sezione necessaria dei cavi elettrici attraverso i quali è possibile effettuare il collegamento dell'apparecchiatura all'alimentazione.
È necessario attenersi a questi dati. La sezione del cavo può essere maggiore di quella raccomandata, ma mai inferiore.
Pompa di calore fai-da-te: è possibile?
Se si realizza una pompa di calore da soli, si può risparmiare notevolmente, ma l'efficienza di tali dispositivi è leggermente inferiore rispetto ai modelli di produzione industriale. Prima si costruiscono i singoli elementi della pompa, poi si collegano in un sistema comune. L'evaporatore può essere realizzato con un grande serbatoio di plastica. All'interno si installa una serpentina di rame.
Per realizzare la serpentina, il tubo di rame può essere avvolto con cura attorno a una bombola di gas o a un altro oggetto cilindrico adatto per dargli la forma desiderata. Allo stesso modo si realizza un'altra serpentina, per l'evaporatore. Questo elemento viene posizionato all'interno di un altro serbatoio, questa volta in metallo, e sono necessari lavori di saldatura.
Il compressore viene semplicemente acquistato o smontato da un altro dispositivo, ad esempio da un condizionatore d'aria rotto. Quando questi tre dispositivi sono pronti, vengono collegati in un unico sistema. Successivamente si carica il compressore con il refrigerante. Non resta che collegare l'evaporatore al ventilatore che soffia aria, e il condensatore al sistema di riscaldamento dell'acqua della piscina.
Molto più complesso nella costruzione è il pompa di calore del tipo acqua-acqua. Per la sua realizzazione è necessaria la presenza nelle vicinanze di un fiume o di un bacino naturale; se non ci sono, si perforano dei pozzi. Tuttavia, se non è possibile ottenere energia dall'aria per motivi tecnici, anche questa opzione può essere utile.
Conclusioni e video utili sull'argomento
L'esperienza pratica del riscaldamento dell'acqua della piscina con le pompe di calore è presentata nel seguente video:
Qui viene chiaramente dimostrato il principio di funzionamento di una pompa di calore ad aria:
In questo video viene presentata una revisione molto dettagliata del funzionamento e della struttura di un modello di pompa di calore aria-acqua:
La pompa di calore è un modo comodo, efficiente ed ecologico per riscaldare la piscina. Con un corretto utilizzo, il costo del modello si ripagherà molto rapidamente, e un'installazione competente aumenterà notevolmente la durata del dispositivo.
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Beh, le consiglierei, prima di installare una pompa di calore, di calcolare completamente la redditività di un tale progetto. Se ha accesso al gas di rete con una tariffa economica, in alcuni casi è molto più conveniente. Sì, la pompa di calore ha vantaggi ecologici, ma non bisogna dimenticare l'alto costo sia dell'attrezzatura che dell'installazione. Inoltre, la pompa è dotata di un compressore piuttosto rumoroso, e questo comporta ulteriore disagio o costi per l'isolamento acustico.
Stavo considerando l'opzione di utilizzare una pompa di calore ad aria per riscaldare la casa di campagna, ma, a differenza delle pompe geotermiche e ad acqua, essa dipende direttamente dalla temperatura esterna. Più bassa è la temperatura esterna, minore è il rendimento. Di conseguenza, l'usura dell'apparecchiatura aumenta e la durata di vita si riduce. Questa soluzione è adatta solo per la primavera e l'autunno; in inverno è meglio utilizzare gas o elettricità per il riscaldamento.