Progettazione impianti

Acqua calda sanitaria (ACS)

Definizione

L'acqua calda sanitaria (ACS) è l'acqua potabile riscaldata che si preleva da rubinetti e docce, separata dal punto di vista normativo e tecnico dall'acqua del circuito chiuso di riscaldamento. Ogni componente di una famiglia europea consuma circa 35–45 litri a 45 °C al giorno, pari a circa 1,5–2 kWh, e il riscaldamento dell'acqua rappresenta circa il 15% dei consumi energetici domestici (Eurostat). L'ACS viene accumulata a 60 °C oppure protetta da cicli antilegionella programmati.

In che cosa l'ACS differisce dall'acqua di riscaldamento?

L'acqua calda sanitaria è acqua potabile che si trova a essere calda: esce dall'impianto dai rubinetti, quindi rientra nelle norme igieniche per l'acqua potabile e deve essere riscaldata in recipienti protetti dalla corrosione: acciaio smaltato con anodo di magnesio, oppure acciaio inox. L'acqua di riscaldamento, al contrario, circola costantemente in un circuito tecnico chiuso, non viene mai prelevata e può contenere inibitori e glicole.

Le due acque non devono mai mescolarsi. Per questo un accumulo inerziale che contiene acqua di riscaldamento non può alimentare direttamente una doccia, e per questo gli accumuli combinati interpongono una separazione igienica (un bollitore interno o un serpentino in acciaio inox) tra le due acque.

Quanta acqua calda consuma una famiglia?

Circa 35–45 litri a 45 °C per persona al giorno, equivalenti a 1,5–2 kWh, con un'ampia variabilità legata allo stile di vita. In tutta l'UE il riscaldamento dell'acqua rappresenta circa il 15% del consumo energetico domestico (Eurostat), secondo solo al riscaldamento degli ambienti.

Nucleo familiarePrelievo giornaliero a 45 °CBollitore tipico (pompa di calore / impianto solare)
1–2 persone70–90 L150–200 L
3–4 persone120–180 L200–300 L
5–6 persone180–270 L300–400 L

I bollitori per pompe di calore e impianti solari sono dimensionati al di sopra del semplice prelievo giornaliero perché accumulano a temperature moderate e devono colmare i vuoti di produzione: un impianto solare deve coprire una serata e una mattina nuvolosa, mentre una pompa di calore preferisce cicli di carica pochi e lunghi.

A quale temperatura va accumulata l'ACS?

La regola classica è 60 °C nell'accumulo e almeno 55 °C nelle linee di ricircolo, perché i batteri della legionella si moltiplicano tra 25 e 45 °C e muoiono rapidamente sopra i 60 °C. Gli impianti a pompa di calore accumulano comunemente a 50–55 °C per efficienza ed eseguono invece un ciclo di disinfezione termica programmato: un approccio accettato quando l'intero impianto, compresi i rami morti, è progettato correttamente.

Ai punti di erogazione il requisito si inverte: l'acqua sopra i 50 °C ustiona la pelle in pochi secondi, quindi una valvola miscelatrice termostatica porta l'acqua accumulata a una temperatura sicura di 45–48 °C nel punto di utilizzo. Accumulo caldo, erogazione temperata: entrambe le regole servono alla sicurezza.

Come producono l'ACS le pompe di calore e il solare termico?

Una pompa di calore carica il bollitore tramite un serpentino a grande superficie (i generatori a bassa temperatura richiedono un'ampia superficie di scambio per trasferire la loro potenza con piccole differenze di temperatura) e le sue prestazioni in ACS sono provate secondo la EN 16147. Il solare termico alimenta un serpentino inferiore nello stesso bollitore; un impianto correttamente dimensionato copre il 60–70% del fabbisogno annuo di ACS nell'Europa centrale, e di più nel Mediterraneo.

Dove il volume di acqua potabile accumulata non è desiderato, un accumulo igienico inverte lo schema: il recipiente contiene acqua di riscaldamento e l'acqua potabile viene riscaldata istantaneamente, mentre scorre, attraverso un serpentino interno in acciaio inox corrugato: il comfort della produzione istantanea con un volume minimo esposto al rischio legionella. Solimpeks produce l'intera gamma di queste soluzioni, dai bollitori smaltati agli accumuli igienici combinati, fino ai sistemi a circolazione naturale TSM da 120–350 litri.

Perché l'ACS domina la progettazione degli edifici moderni?

Perché il riscaldamento degli ambienti si riduce e l'acqua calda no. Con il miglioramento degli standard di isolamento, la quota di fabbisogno per il riscaldamento degli ambienti diminuisce mentre le docce restano docce: negli edifici nuovi a basso consumo l'ACS può avvicinarsi alla metà del fabbisogno termico totale, quindi le dispersioni del bollitore, le perdite di ricircolo e il rendimento di generazione passano da dettaglio secondario a tema centrale. È anche il motivo per cui l'ACS è il primo obiettivo naturale del solare: la richiesta è costante tutto l'anno e raggiunge il picco proprio nella stagione in cui i collettori rendono di più.

Domande frequenti

A quale temperatura va impostato il mio bollitore?

60 °C è l'impostazione classica sicura per l'accumulo. Gli impianti a pompa di calore possono accumulare a 50–55 °C con un ciclo antilegionella programmato, scambiando un po' di margine igienico con un'efficienza sensibilmente migliore: ogni 5 K di temperatura di accumulo risparmiati si sentono direttamente nel lavoro del compressore.

Quanta acqua calda consuma una doccia?

Una doccia tipica eroga 8–10 litri di acqua miscelata al minuto, quindi una doccia di cinque minuti richiede circa 40–50 litri a circa 40 °C, di cui circa due terzi provengono dal bollitore e il resto dalla linea dell'acqua fredda al miscelatore.

Una pompa di calore può produrre acqua abbastanza calda per l'ACS?

Sì. Le unità standard caricano i bollitori a 50–60 °C e i refrigeranti moderni estendono ulteriormente il campo. Il prezzo in termini di efficienza degli ultimi gradi è reale, ed è per questo che i bollitori per pompe di calore usano grandi superfici di serpentino e che le temperature di accumulo impostate sopra i 55 °C dovrebbero essere giustificate.

L'acqua calda accumulata è al sicuro dalla legionella?

Sì, quando l'impianto è progettato per questo: o accumulo a 60 °C con ritorni di ricircolo caldi, oppure accumulo moderato più disinfezione termica programmata, oppure un sistema a produzione istantanea che evita del tutto di accumulare acqua potabile. Il rischio sta nei volumi tiepidi e stagnanti: rami morti e bollitori sovradimensionati e freddi.

Fonti e approfondimenti

L'autore

Team Ingegneria di Solimpeks

Solare termico e ingegneria di sistema