Progettazione impianti

Temperatura di mandata

Definizione

La temperatura di mandata è la temperatura dell'acqua di riscaldamento che esce dal generatore di calore verso i terminali di emissione; la temperatura di ritorno è quella dell'acqua che rientra. I circuiti a pavimento funzionano a 30–40 °C, i moderni impianti a radiatori a 45–55 °C, i vecchi radiatori a 70 °C o più. Ogni 1 °C di riduzione della temperatura di mandata migliora il rendimento della pompa di calore di circa il 2–3%, il che ne fa la leva più efficace in assoluto per l'efficienza.

Che cos'è la temperatura di mandata?

La temperatura di mandata (in tedesco Vorlauftemperatur) è la temperatura dell'acqua che una caldaia o una pompa di calore invia nel circuito di riscaldamento; l'acqua che rientra ha la temperatura di ritorno. Gli impianti sono progettati come coppie di temperature: 35/28 °C per il pavimento radiante, 55/45 °C per i moderni radiatori, 75/65 °C nella vecchia prassi delle caldaie.

Lo scarto tra mandata e ritorno varia anche a seconda della tecnologia: le pompe di calore sono progettate per uno scarto ridotto di 5–8 K con portate generose, mentre le caldaie lavoravano tradizionalmente con 20 K. Per questo una pompa di calore non può semplicemente essere collegata a un impianto a caldaia invariato senza verificare le portate.

Perché la temperatura di mandata decide il rendimento della pompa di calore?

Il lavoro di un compressore cresce con il salto di temperatura tra la sorgente di calore e l'acqua di riscaldamento. Ogni 1 °C tolto alla temperatura di mandata riduce quel salto e migliora il rendimento di circa il 2–3%; portare un impianto da 55 °C a 40 °C fa quindi risparmiare nell'ordine di un terzo dell'elettricità. Le schede tecniche mostrano la stessa fisica: la stessa unità registra in genere un valore più alto del 20–30% a W35 rispetto a W55, motivo per cui il valore di punta della serie Varm Up di Solimpeks, COP fino a 4,92, è dichiarato a A7/W35.

Nel corso di una stagione è esattamente ciò che separa una JAZ mediocre da una eccellente con la stessa macchina.

Quale temperatura di mandata richiede ciascun terminale?

TerminaleTemperatura di mandata di progetto
Riscaldamento a pavimento30–40 °C
Ventilconvettori35–45 °C
Radiatori generosamente dimensionati (sovradimensionati)45–55 °C
Radiatori standard, progettazione più vecchia55–70 °C
Vecchi impianti a radiatori ad alta temperatura70–80 °C

La fisica dei radiatori aiuta nei casi di riqualificazione: la resa varia con la differenza di temperatura rispetto all'ambiente elevata a circa 1,3, quindi un radiatore che lavora con una differenza di 30 K eroga circa la metà della sua potenza nominale a 50 K. Se il radiatore di un locale era già sovradimensionato all'origine, cosa comune negli edifici più vecchi, una mandata di 45–50 °C spesso basta così com'è.

Come si abbassa la temperatura di mandata di progetto?

Quattro misure, di solito in quest'ordine di convenienza:

  1. Attivare la regolazione climatica in modo che la temperatura di mandata segua le effettive condizioni esterne anziché restare al massimo di progetto per tutto l'inverno.
  2. Bilanciare idraulicamente i circuiti, in modo che ogni terminale riceva la portata prevista: gli impianti non bilanciati vengono portati a temperature elevate per servire il locale peggiore.
  3. Sostituire i pochi radiatori limitanti con modelli più grandi o ventilati anziché sostituirli tutti.
  4. Migliorare l'involucro: ogni intervento di isolamento riduce il carico termico e con esso la temperatura di cui hanno bisogno gli stessi radiatori.

Funzionare più a lungo a bassa temperatura è meglio che funzionare brevemente ad alta temperatura: il funzionamento continuo a bassa temperatura è la filosofia progettuale di ogni efficiente impianto con pompa di calore aria-acqua.

E per l'acqua calda sanitaria?

L'acqua calda è l'eccezione che deve restare calda: i bollitori vengono caricati a 50–60 °C per comfort e controllo della legionella, indipendentemente da quanto sia bassa la temperatura del riscaldamento degli ambienti. Gli impianti efficienti trattano quindi l'acqua calda sanitaria come cicli di carica brevi e separati a temperatura elevata, mentre il circuito di riscaldamento prosegue al proprio livello basso, e mai alzando l'intero impianto alla temperatura dell'acqua calda.

Domande frequenti

Qual è la migliore temperatura di mandata per una pompa di calore?

La più bassa possibile compatibilmente con i terminali, pur riscaldando i locali: 30–40 °C con il riscaldamento a pavimento, 45–50 °C come obiettivo realistico per i radiatori. Ogni grado risparmiato vale circa il 2–3% di efficienza, quindi le scelte progettuali che tolgono 10 °C si ripagano per tutta la vita dell'impianto.

I normali radiatori possono funzionare con una temperatura di mandata di 45 °C?

Spesso sì. La resa di un radiatore con una differenza di 30 K rispetto all'ambiente è circa la metà del valore nominale a 50 K e molti edifici più vecchi hanno radiatori generosamente sovradimensionati. Una verifica locale per locale individua i pochi radiatori che richiedono davvero la sostituzione.

Qual è la differenza tra temperatura di mandata e di ritorno?

La mandata è l'acqua in uscita dal generatore; il ritorno è l'acqua che rientra dopo aver ceduto calore. Lo scarto tra le due, moltiplicato per la portata, è la potenza erogata: le pompe di calore lavorano con uno scarto ridotto di 5–8 K, le caldaie tradizionalmente con 20 K.

Abbassare la temperatura di mandata riduce il comfort?

No: cambia il ritmo, non il risultato. Gli impianti a bassa temperatura funzionano più a lungo e in modo più costante, e la maggior parte degli occupanti lo percepisce come più confortevole rispetto agli sbalzi caldo-freddo del funzionamento on-off ad alta temperatura. Solo terminali sottodimensionati rendono la bassa temperatura di mandata un problema di comfort.

Fonti e approfondimenti

L'autore

Team Ingegneria di Solimpeks

Solare termico e ingegneria di sistema