Dimensioni un campo PVT con 2,5–4 m² per ogni kW di potenza termica della pompa di calore, cioè da 1,5 a 2 pannelli per kW: 12–16 pannelli per una pompa di calore salamoia-acqua da 8 kW. I campi inferiori a 2 m² per kW non riescono a mantenere la temperatura della sorgente per tutto l'inverno e fanno scendere il fattore di prestazione stagionale verso i valori delle pompe di calore ad aria.
Quanti pannelli PVT servono a una pompa di calore?
Preveda 2,5–4 m² di PVT per ogni kW di potenza termica della pompa di calore, con 4 m²/kW come valore di progetto prudente nell'Europa centrale e settentrionale. Un pannello PVT standard misura circa 1,7–2 m², quindi si arriva a circa 1,5–2 pannelli per kW: 12–16 pannelli per una pompa di calore salamoia-acqua da 8 kW, 6–8 pannelli per un'unità da 4 kW.
Questa regola vale per il PVT usato come sorgente: i pannelli sostituiscono una sonda geotermica o un circuito interrato e alimentano l'evaporatore tramite un circuito a glicole. Quando il campo si limita a preriscaldare l'acqua calda sanitaria, il dimensionamento segue invece le regole del rapporto collettori-accumulo e il campo è molto più piccolo.
Perché la dimensione del campo decide il fattore di prestazione stagionale?
Perché la temperatura della sorgente determina il COP in ogni singola ora di funzionamento. Le simulazioni e gli studi sul campo pubblicati, che coprono superfici di collettori da 1,1 a 4,5 m² per kW di potenza termica, rilevano che i campi inferiori a circa 2 m²/kW non sono praticabili: a gennaio la sorgente scende così in basso che la macchina o ricorre alla resistenza elettrica o non rende meglio di un'unità ad aria. I migliori valori stagionali si concentrano tra 2,3 e 3,4 m²/kW per i pannelli alettati, che ricavano più energia dall'aria ambiente rispetto ai modelli con retro piatto.
Il sottodimensionamento è la causa di insuccesso più frequente nei progetti con sorgente PVT. Il sovradimensionamento costa denaro, ma raramente prestazioni: il surplus si traduce in un fattore di prestazione stagionale più alto e in più elettricità immessa in rete.
| Potenza della pompa di calore | Superficie PVT a 4 m²/kW | Pannelli (≈2 m² ciascuno) | Potenza FV indicativa | Accumulo lato sorgente |
|---|---|---|---|---|
| 4 kW | 16 m² | 8 | ~3,4 kWp | 100–150 L |
| 6 kW | 24 m² | 12 | ~5,1 kWp | 150–200 L |
| 8 kW | 32 m² | 16 | ~6,8 kWp | 200–300 L |
| 12 kW | 48 m² | 24 | ~10 kWp | 300–400 L |
| 16 kW | 64 m² | 32 | ~13,6 kWp | 400–500 L |
La colonna della potenza fotovoltaica è un utile controllo di plausibilità: un impianto con sorgente PVT produce quasi sempre più elettricità di quanta ne consumi l'abitazione, quindi verifichi la tariffa di immissione prima di considerare quella produzione come denaro regalato.
Il dimensionamento cambia per i campi geotermici, per l'acqua calda o per le macchine ad aria?
Sì, in tre modi:
- Rigenerazione del campo geotermico. Dove il PVT integra una sonda esistente invece di sostituirla, bastano 1–2 m²/kW. I pannelli ricaricano il terreno in estate e rallentano il progressivo raffreddamento del terreno attorno alla sonda nel lungo periodo; non sostengono il carico invernale.
- Solo preriscaldamento dell'acqua calda. Da quattro a otto pannelli coprono il preriscaldamento dell'ACS di una famiglia. In questo caso il vincolo determinante è il volume dell'accumulo, non la potenza della pompa di calore: si veda quanto volume di accumulo per ogni m² di collettore.
- Macchine aria-acqua. Un campo PVT non può fare da sorgente per una pompa di calore aria-acqua standard. Questo abbinamento richiede una macchina salamoia-acqua, oppure un monoblocco specificamente previsto per un circuito sorgente a glicole. Confermi il modello prima di dimensionare qualsiasi cosa.
Che cos'altro va dimensionato insieme ai pannelli?
Quattro elementi: se si sbagliano, il campo viene sprecato.
- Portata. Preveda 40–60 L/h per m² di pannello. Un campo da 32 m² richiede quindi circa 1.300–1.900 L/h nel circuito della sorgente: un circolatore più grande e tubazioni più grosse rispetto a un circuito solare tradizionale.
- Concentrazione di glicole. Il fluido lato sorgente viene fatto lavorare deliberatamente sotto 0 °C, perciò il glicole propilenico viene normalmente miscelato per garantire protezione fino a −20 °C o meno.
- Un accumulo lato sorgente. Circa 25–40 L per kW di potenza della pompa di calore compensano lo squilibrio tra una sorgente che dipende dalla nuvolosità e un compressore che richiede condizioni stabili: la stessa logica del dimensionamento dell'accumulo inerziale in litri per kW.
- Un margine energetico per lo sbrinamento. I pannelli che lavorano come sorgente aria e sole possono ghiacciare nelle mattine invernali umide, e liberarli costa nell'ordine di 0,15–0,25 kWh per pannello per evento. Un campo sottodimensionato non è in grado di sostenerlo.
Che cosa deve ottenere l'impianto finito?
Un impianto con sorgente PVT ben dimensionato dovrebbe raggiungere un fattore di prestazione stagionale di circa 4,0–4,5: ampiamente superiore a una tipica riqualificazione con pompa di calore ad aria e vicino a un impianto con sonda geotermica, senza bisogno di autorizzazioni per la perforazione. A titolo di riferimento, le pompe di calore Solimpeks della serie Varm Up raggiungono un COP fino a 4,9 in condizioni A7/W35, e una sorgente PVT mira a mantenere condizioni vicine a quella fascia per una parte dell'anno molto più ampia di quanto possa fare l'aria ambiente.
Se un progetto proposto non è in grado di dimostrare l'SPF previsto in una simulazione per la Sua località, il campo è quasi certamente troppo piccolo. Chieda al progettista la curva modellata della temperatura della sorgente nel mese di gennaio, non solo il totale annuale di energia.
Domande frequenti
Quanti pannelli PVT sostituiscono una sonda geotermica?
Circa due pannelli per kW di potenza della pompa di calore, quindi 16 pannelli, cioè circa 32 m², per una macchina da 8 kW. Questo dimensionamento punta a eguagliare le prestazioni della sonda senza perforazioni e richiede una pompa di calore salamoia-acqua anziché un'unità ad aria.
I pannelli PVT possono essere l'unica sorgente di calore per una pompa di calore?
Sì, con una pompa di calore salamoia-acqua e un campo di almeno 2,5 m² per kW. Al di sotto di tale valore la temperatura della sorgente crolla in pieno inverno e subentra la resistenza elettrica integrativa, il che annulla del tutto la convenienza in termini di costi di esercizio.
I pannelli PVT funzionano di notte come sorgente per la pompa di calore?
Sì. I pannelli WISC non vetrati scambiano calore con l'aria ambiente e vengono fatti lavorare regolarmente alcuni gradi sotto la temperatura dell'aria, quindi continuano a estrarre energia anche dopo il tramonto. La resa è inferiore a quella con il sole, ma tutt'altro che nulla.
Di quanto spazio sul tetto ha bisogno un impianto a pompa di calore con PVT?
Circa 32 m² di tetto non ombreggiato per una pompa di calore da 8 kW, un'estensione paragonabile a quella di un impianto fotovoltaico da 7 kWp. È il principale limite pratico dei sistemi con sorgente PVT nelle case a schiera e nei condomini.