Uno scaldabagno a pompa di calore può ridurre drasticamente il consumo di elettricità per il riscaldamento dell’acqua, ma non è un successo per ogni casa. La scelta giusta dipende dallo spazio di installazione, dal clima, dalla domanda di acqua calda, dal rumore, dallo scarico della condensa, dal servizio elettrico e dalle tariffe delle utenze locali.
Se il tuo serbatoio elettrico convenzionale si sta avvicinando alla fine della sua vita, vale la pena prendere la decisione di sostituirlo prima che si verifichino perdite. Uno scaldabagno a resistenza elettrica standard è semplice, silenzioso, compatto e relativamente economico da acquistare. Uno scaldacqua a pompa di calore (HPWH), a volte chiamato scaldacqua elettrico ibrido, costa di più e necessita di una maggiore pianificazione, ma sposta il calore dall’aria circostante al serbatoio invece di creare tutto il suo calore con elementi di resistenza elettrica. Questa differenza può produrre risparmi significativi a lungo termine.
Come le due tecnologie riscaldano l’acqua
Uno scaldabagno a resistenza invia corrente elettrica attraverso uno o due elementi riscaldanti all’interno del serbatoio. Quasi tutta l’energia elettrica si trasforma in calore nell’acqua, ma un’unità di elettricità produce solo circa un’unità di calore. La tecnologia è semplice e le sue prestazioni sono in gran parte indipendenti dall’aria attorno al serbatoio.
Un HPWH utilizza un ciclo di refrigerazione. Una ventola spinge l’aria della stanza attraverso un evaporatore, il refrigerante assorbe il calore dall’aria, un compressore aumenta la temperatura del refrigerante e un condensatore trasferisce il calore all’acqua immagazzinata. La maggior parte delle unità conserva elementi di resistenza per periodi di elevata richiesta, condizioni di freddo, protezione da guasti o modalità boost selezionata dall’utente. Ecco perché vengono spesso commercializzati come modelli “ibridi”.
Lo spostamento del calore può essere molto più efficiente che produrlo direttamente. ENERGY STAR afferma che un HPWH certificato utilizza circa un quarto dell’energia di un modello elettrico standard secondo le sue ipotesi di confronto. Il risparmio effettivo delle famiglie varierà in base all’utilizzo dell’acqua, alle dimensioni del serbatoio, alla selezione della modalità, alla temperatura di installazione, al prezzo dell’elettricità e alla frequenza con cui funzionano gli elementi di backup.
| Fattore decisionale | Scaldabagno a pompa di calore | Serbatoio elettrico di serie |
|---|---|---|
| Come viene prodotto il calore | Sposta il calore dall’aria circostante; gli elementi di resistenza forniscono supporto | Produce calore direttamente con elementi resistivi |
| Prezzo di acquisto tipico | Più alto | Inferiore |
| Utilizzo dell’elettricità | Di solito molto più basso quando si funziona principalmente in modalità pompa di calore | Maggiore per la stessa domanda di acqua calda |
| Spazio di installazione | Richiede volume d’aria, temperatura, spazi liberi e smaltimento della condensa adeguati | Si adatta a luoghi più ristretti e non produce condensa |
| Suono | La ventola e il compressore sono udibili | Quasi silenzioso, ad eccezione dei normali suoni dell’acqua |
| Effetto sulla stanza | Raffredda e deumidifica l’aria circostante | Scarso effetto diretto sulla temperatura o sull’umidità della stanza |
| Comportamento di recupero | La modalità efficiente può ripristinare più lentamente; la modalità ibrida aggiunge calore di resistenza | Recupero prevedibile degli elementi di resistenza |
| Complessità | Ulteriori componenti e considerazioni sulla manutenzione | Attrezzature più semplici e ampia familiarità con il servizio |
Inizia con la stanza di installazione
Lo spazio installativo è il primo test di screening. La guida all’acquisto di ENERGY STAR afferma che molti HPWH funzionano meglio in ambienti interni che rimangono a una temperatura compresa tra 40 ° F e 90 ° F tutto l’anno e forniscono circa 1.000 piedi cubi di aria circostante, a meno che il produttore non consenta la canalizzazione o una configurazione diversa. Utilizza sempre il manuale del modello selezionato anziché considerare tali figure come universali.
Un ampio seminterrato, un garage in un clima mite, un ripostiglio o un locale tecnico con calore di scarto può essere una buona posizione. Un piccolo armadio potrebbe non esserlo. Quando un HPWH estrae calore, scarica aria più fresca e secca. In un seminterrato caldo il raffreddamento e la deumidificazione possono essere graditi. In una stanza condizionata durante l’inverno, parte del calore potrebbe provenire dal sistema di riscaldamento della casa, riducendo parte del beneficio netto. L’aspirazione o lo scarico condotti possono modificare tale interazione, ma la progettazione del condotto introduce requisiti di pressione, flusso d’aria, rumore e installazione.
Misurare la stanza, le aperture delle porte, l’altezza del soffitto, gli spazi di servizio e il percorso utilizzato per portare i serbatoi vecchi e nuovi attraverso l’edificio. Gli HPWH sono spesso più alti dei serbatoi convenzionali perché il gruppo della pompa di calore si trova sopra. Controllare se tubi, scaffali, scale o soffitti bassi interferiscono con l’installazione o la manutenzione futura.
Pianificare la condensa, il rumore e il flusso d’aria
Poiché l’evaporatore raffredda l’aria al di sotto del punto di rugiada, l’unità produce condensa. Necessita di uno scarico approvato, di una pompa per la condensa o di un altro metodo di smaltimento consentito dal produttore. La linea deve essere protetta da ostruzioni e gelo e non deve creare danni causati dall’acqua in caso di guasto di una pompa. Una vaschetta di drenaggio e un sistema di rilevamento delle perdite possono essere prudenti o necessari localmente, soprattutto sopra lo spazio finito.
Un HPWH contiene anche un ventilatore e un compressore. Non è silenzioso. Le classificazioni sonore pubblicate aiutano, ma la struttura della stanza e i percorsi di vibrazione contano. Un’unità accanto a una camera da letto, un ufficio o una zona soggiorno tranquilla potrebbe essere più evidente della stessa unità in un seminterrato. Evitare di racchiuderlo impulsivamente per ridurre il rumore; limitarne il flusso d’aria può ridurre l’efficienza o causare problemi di funzionamento.
Dimensioni per il modello reale di acqua calda della famiglia
La capacità del serbatoio da sola non descrive le prestazioni dell’acqua calda. La valutazione della prima ora stima la quantità di acqua calda che un’unità completamente riscaldata può fornire durante un’ora ad alta richiesta. Confrontate questa valutazione con docce, bagni, lavanderia, lavastoviglie simultanee e con il numero di occupanti, non semplicemente con la capacità del vecchio serbatoio.
Un serbatoio più grande può consentire il recupero graduale dell’efficiente sezione della pompa di calore, coprendo brevi picchi di acqua immagazzinata. Un serbatoio troppo piccolo può fare affidamento più spesso sugli elementi di resistenza, riducendo il risparmio. D’altro canto un serbatoio inutilmente grande costa di più, occupa più spazio e ha una maggiore superficie di riserva. Richiedi una spiegazione del dimensionamento in base agli infissi e al modello di utilizzo.
Le modalità operative contano. “Solo pompa di calore” solitamente massimizza l’efficienza ma può recuperare più lentamente. “Ibrido” o “auto” consente l’assistenza alla resistenza. La “domanda elevata” dà priorità al recupero, mentre la “vacanza” riduce le operazioni non necessarie durante un’assenza. I nomi e il comportamento variano in base al produttore, quindi confronta i manuali anziché dare per scontato che ogni controllo funzioni allo stesso modo.
Confrontare i costi energetici senza utilizzare ciecamente una media nazionale
ENERGY STAR stima che un HPWH certificato possa far risparmiare a una famiglia di quattro persone circa 550 dollari all’anno rispetto a uno scaldabagno elettrico standard secondo le ipotesi pubblicate. Questa è un’illustrazione utile, non una promessa. Costruisci una stima della famiglia con il Fattore energetico uniforme del modello, il consumo annuo previsto, la tariffa elettrica marginale e la domanda realistica di acqua calda.
Includere il prezzo di installazione completo: serbatoio, consegna, rimozione, modifiche idrauliche, lavori elettrici, gestione della condensa, permessi, vaschetta di raccolta, ritenuta sismica ove richiesto, kit di condotti se utilizzato ed eventuali aggiornamenti del servizio. Quindi sottrai solo gli incentivi per i quali il progetto e la famiglia effettivamente si qualificano. Le norme fiscali e gli sconti sui servizi pubblici cambiano, quindi verifica i requisiti attuali prima di acquistare l’attrezzatura.
Per un confronto equo, esaminare un periodo di proprietà coerente e includere la manutenzione prevista. Il semplice rimborso corrisponde al costo di installazione aggiuntivo diviso per il risparmio annuale stimato. Considera anche la garanzia, la disponibilità del servizio locale, la probabile durata di residenza e il costo di una sostituzione di emergenza in caso di guasto del serbatoio esistente.
| Voce di costo | Includere nel preventivo HPWH? | Perché è importante |
|---|---|---|
| Attrezzatura, consegna e rimozione del vecchio serbatoio | SÌ | Evita che un prezzo basso solo per l’apparecchiatura distorca il confronto |
| Lavori su circuiti elettrici o pannelli | Se necessario | I requisiti del modello possono differire da quelli del serbatoio esistente |
| Scarico condensa o pompa | SÌ | La sezione della pompa di calore produce acqua durante il funzionamento |
| Vaschetta di drenaggio, sensore di perdite e arresto | Come richiesto o appropriato | Riduce le conseguenze di un guasto del serbatoio, del raccordo o dello scarico |
| Impianti idraulici, controllo dell’espansione e isolamento dei tubi | SÌ | Influisce sulla sicurezza, sull’affidabilità e sull’efficienza fornita |
| Autorizzazione e messa in servizio | SÌ | Conferma che il sistema installato, non solo il serbatoio, funziona come previsto |
| Incentivo verificato | Sottrarre dopo la conferma dell’idoneità | Programmi, date, appaltatori e modelli di qualificazione possono cambiare |
Dettagli elettrici e idraulici possono modificare il progetto
Molti HPWH a grandezza naturale utilizzano un circuito derivato da 240 volt simile a un serbatoio elettrico convenzionale, ma i requisiti dell’interruttore e del conduttore sono specifici del modello. Le categorie di prodotti più recenti possono utilizzare diverse modalità di alimentazione. Non dare mai per scontato che il circuito esistente sia adatto perché entrambi i serbatoi sono “elettrici”. Un installatore qualificato deve verificare la tensione, le dimensioni del conduttore, la protezione da sovracorrente, i mezzi di disconnessione, la messa a terra e i requisiti delle norme applicabili.
Anche i dettagli idraulici influiscono sull’efficienza e sull’affidabilità. L’isolamento delle tubazioni accessibili dell’acqua calda riduce le perdite di distribuzione. Potrebbe essere necessario un vaso di espansione termica su un sistema idraulico chiuso. La valvola limitatrice di temperatura e pressione deve scaricare attraverso un tubo approvato e non ostruito in un luogo sicuro. Le valvole di miscelazione, i circuiti di ricircolo, la durezza dell’acqua e la qualità dell’acqua locale possono influenzare la progettazione e la manutenzione.
I proprietari di casa notano i compromessi in termini di comfort
Il vantaggio più grande è il minor consumo di elettricità quando l’unità trascorre la maggior parte del tempo in modalità pompa di calore. Ulteriori vantaggi possono includere la deumidificazione e la riduzione del calore in una sala meccanica calda. I compromessi sono il rumore della ventola, l’aria di scarico fredda, un recupero più lento nella modalità più efficiente, un numero maggiore di componenti e la necessità di gestione della condensa.
L’acqua in ingresso fredda e un locale di installazione freddo possono aumentare il tempo di recupero o l’utilizzo dell’elemento di resistenza. Una famiglia con docce mattutine raggruppate può sperimentare l’attrezzatura in modo diverso da una famiglia di due persone con domanda distribuita. I controlli possono aiutare, ma la programmazione non dovrebbe compromettere la sicurezza della temperatura dell’acqua o creare condizioni favorevoli alla crescita microbica. Seguire il produttore e le indicazioni sanitarie locali.
Domande da inserire in ogni proposta
- Quali dimensioni del serbatoio e quale valutazione della prima ora vengono proposte e quali ipotesi sulla domanda le supportano?
- La stanza soddisfa i requisiti di temperatura, volume, flusso d’aria e spazio libero stabiliti dal produttore?
- Dove andrà a finire la condensa e cosa proteggerà l’edificio in caso di guasto dello scarico o della pompa?
- Qual è la classificazione acustica pubblicata e l’unità è adiacente a una stanza tranquilla?
- Il circuito elettrico esistente rimarrà, verrà modificato o sostituito?
- Quale modalità operativa è stata utilizzata per la stima del risparmio?
- Chi fornisce il servizio di garanzia a livello locale e quale manutenzione ordinaria è richiesta?
- Sono inclusi i permessi, la rimozione, la vaschetta di drenaggio, l’isolamento dei tubi, il controllo dell’espansione e la messa in servizio?
Quando un serbatoio elettrico standard può ancora essere ragionevole
Un modello di resistenza può essere sensato quando l’installazione è estremamente limitata, la famiglia utilizza poca acqua calda, l’elettricità è poco costosa, il rumore è inaccettabile, la proprietà sarà occupata solo per breve tempo o il lavoro aggiuntivo rende l’HPWH antieconomico. Può anche essere una pratica sostituzione di emergenza quando un serbatoio guasto deve essere ripristinato immediatamente, sebbene la pianificazione anticipata sia il modo migliore per evitare tale decisione forzata.
La conclusione dovrebbe arrivare dalla casa. Un HPWH è più potente quando dispone di una stanza adatta, di un percorso di condensa pianificato, di spazio di stoccaggio sufficiente per l’utilizzo di punta, di un servizio elettrico adeguato, di un supporto locale competente e di anni per accumulare risparmi. Un serbatoio convenzionale vince in termini di semplicità e costo iniziale. Confrontateli entrambi come sistemi installati completi.