Simon Buddle analizza il controllo delle pompe di calore per il riscaldamento e il raffreddamento, e come gli installatori KNX possono aggiungere il beneficio del raffreddamento con un costo aggiuntivo minimo o nullo.
Sono passati diversi anni da quando la pompa di calore ha fatto la sua comparsa sul mercato. Ricordo poi che gli idraulici suggerirono che forse era giunto il momento di andare in pensione piuttosto che essere coinvolti in tutta questa nuova tecnologia. All’epoca, il problema principale era che le pompe di calore non erano in grado di raggiungere i livelli di temperatura richiesti per la fornitura di acqua calda sanitaria (60°C). La questione separata di come far funzionare in armonia una caldaia e una pompa di calore era poco più che una valvola a 3 porte e un po’ di logica. Se si conosceva la temperatura massima della pompa di calore, era facile passare alla caldaia per raggiungere i 60°C, o addirittura usare i riscaldatori a immersione se non c’era la caldaia. Ma è vero che le parole “pompa di calore” hanno fatto paura a molti idraulici.
Capacità attuali delle pompe di calore
In dieci anni, sono state installate come fonte di calore predefinita. Il problema della mancanza di capacità per l’acqua calda è ormai superato e molti produttori dispongono di un controllore completo che in una casa media gestisce sia riscaldamento che raffreddamento. Questo presuppone, ovviamente, che la casa abbia bisogno di un solo termostato e di un solo bollitore. Molte delle case che assistiamo hanno esigenze molto più complesse.
Raffreddamento
Un altro passo avanti per la tecnologia delle pompe di calore è la capacità di raffreddare oltre che di riscaldare. Il processo è lo stesso, ma al contrario. Invece di prelevare il calore dall’esterno e trasferirlo all’interno dell’abitazione, la pompa di calore preleva il calore dall’abitazione e lo trasferisce all’esterno. Nel nostro mondo, ciò significa far circolare l’acqua fredda/raffreddata intorno ai circuiti di riscaldamento a pavimento. Si tratta di un processo semplice, ma che richiede un po’ più di riflessione rispetto al “solo riscaldamento”.
Principi generali
Considero il controllo del riscaldamento come una semplice piramide gerarchica con il regolatore della temperatura ambiente alla base. Per ogni collettore, otteniamo un segnale di richiesta basato sulle stanze ad esso collegate. In questo modo si creano diversi segnali di domanda che generano un unico segnale di domanda di calore globale. Questo aziona a sua volta la caldaia e l’impianto associato per inviare il calore alle stanze. Ma sono certo che tutto questo è ben noto ai più.
Con una pompa di calore in modalità di raffreddamento, il processo è identico, tranne che per due elementi cruciali:
1) È necessario il freddo, non il calore.
2) Una pompa di calore può fornire solo calore o raffreddamento, non entrambi contemporaneamente.
Quando la pompa di calore è un sistema completo e ha un unico termostato, come in una configurazione domestica standard, non c’è nulla di cui preoccuparsi. Tuttavia, quando entriamo nel mondo più complesso di una casa KNX, dobbiamo prestare un po’ di attenzione nella realizzazione.
Soluzione KNX
Il punto più rilevante è che avremo bisogno di un po’ di logica. I termostati possono emettere segnali sia di riscaldamento che di raffreddamento. Ma quando uno è ON, l’altro deve essere OFF, perché non possono essere entrambi veri contemporaneamente. Poiché la pompa di calore può trovarsi solo in uno stato o nell’altro, sembrerebbe sensato utilizzare una funzione estate/inverno attivata dal cliente o durante il periodo dell’anno, per segnalare la commutazione della pompa di calore. La logica entra in gioco quando è necessario far funzionare il sistema di riscaldamento senza calore aprendo le valvole del collettore, facendo funzionare le pompe locali, e aprendo tutte le valvole a 2 porte del collettore. La logica è necessaria per poter aprire la valvola in caso di richiesta di riscaldamento o, in modalità estiva, di raffreddamento. Per funzionare, è necessaria una semplice porta OR sulla valvola.
Si tratta di un nuovo sviluppo nel mondo del riscaldamento/raffreddamento che richiede un po’ più di riflessione da parte nostra. Potrebbe anche essere necessario che i produttori aggiungano la porta OR ai loro regolatori di riscaldamento, in modo da poterlo fare in modo semplice e robusto. Zennio e ABB, ad esempio, hanno una logica integrata nei loro attuatori, ma non tutti i produttori lo fanno, quindi fate attenzione quando scegliete i prodotti.
Rilevamento dell’umidità
L’installazione di sensori di temperatura nel pavimento per fornire un allarme di un eventuale surriscaldamento in modo da proteggere i pavimenti da eventuali danni è stato per anni il metodo di installazione predefinito. Molti di questi dispositivi possono anche proteggere dal raffreddamento eccessivo, ma ciò che non possono fare è fornire il punto di rugiada, ovvero il punto in cui l’aria diventa satura d’acqua e iniziano a formarsi le goccioline. Anche questo può esseredisastroso per i pavimenti, che siano di legno o ricoperti di tappeti. Il punto di rugiada dipende dai livelli di temperatura e di umidità dell’ambiente, entrambi variabili.
Per ulteriori informazioni, vedi HVAC: l’importanza dell’umidità per gli installatori KNX.
Conclusione
Come sempre, nel mondo KNX ci troviamo in una posizione meravigliosa per il controllo di sistemi complessi. L’avvento della tecnologia per le pompe di calore ci offre un’altra opportunità per dire ai nostri clienti: “Sì, possiamo aiutarvi”. Ricordiamo che i clienti avevano già acquistato tutti i comandi per il funzionamento del riscaldamento, quindi se si considera che l’unica vera aggiunta al sistema per facilitare il raffreddamento è un piccolo pezzo di logica, si ha l’impressione di aver dato al cliente un enorme vantaggio con un costo aggiuntivo minimo o nullo.
Simon Buddle CEng MIET, consulente di Future Ready Homes, è specializzato nella progettazione di sistemi BMS e ELV.
