Puffer per la Pompa di Calore: quanti litri servono davvero
Troppo grande spreca corrente, troppo piccolo manda la macchina in blocco: l'approccio energetico spiegato con i dati di migliaia di impianti
"Mettiamo un puffer bello grande, così sei coperto." Se un tecnico ti ha detto una frase del genere davanti al locale caldaia, ti ha proposto un serbatoio che costa di più all'acquisto e, quasi sempre, causa costi non necessari in bolletta. Il puffer, cioè l'accumulo di acqua tecnica che lavora accanto alla pompa di calore, ha una misura giusta per ogni impianto. Sotto quella taglia la macchina si spegne in errore; sopra, spreca corrente per tenere calda acqua che nessuno usa. Come trovare quanti litri ti servono davvero? Te lo spiego in questo articolo.
Vuoi vedere il video completo con il disegno alla lavagna? Clicca PLAY qui sotto e alza il volume.
A cosa serve il puffer in un impianto a pompa di calore?
Il puffer è un serbatoio coibentato che contiene l'acqua tecnica, quella che gira nei radiatori, nel pavimento radiante o nei fan coil, e si chiama anche accumulo tecnico o accumulo inerziale. È un oggetto diverso dal bollitore sanitario, che conserva l'acqua calda per docce e rubinetti e si dimensiona sulle persone che vivono in casa. Il puffer si dimensiona sulla pompa di calore e sull'impianto che deve servire.
Nell'impianto svolge tre compiti.
- Dà alla macchina una riserva d'acqua dove scaricare energia durante lo sbrinamento, quando d'inverno la batteria esterna si copre di ghiaccio e la pompa di calore inverte il ciclo per qualche minuto.
- Garantisce la portata, cioè il flusso d'acqua che una pompa di calore richiede, molto più alto di quello di una caldaia, anche quando le testine delle stanze sono chiuse.
- Infine, allunga i cicli di funzionamento, perché la macchina trova sempre un volume d'acqua da riscaldare e smette di accendersi e spegnersi di continuo.
Questi tre compiti li ho raccontati nel video del 2023 sul puffer tecnico, e li ritrovi applicati nel caso studio da 350 mq con radiatori e pavimento radiante, dove il puffer lavora anche da separatore idraulico.
Un puffer installato nel locale tecnico di una casa, accanto al vaso di espansione rosso
Perché il puffer si dimensiona con un approccio energetico?
Perché il puffer serve ad allineare due grandezze che quasi mai coincidono: l'energia che la pompa di calore produce in un dato momento e l'energia che l'impianto riesce a portare via nello stesso momento. Quando le due coincidono, la macchina lavora a lungo, con pochi avvii e con l'acqua alla temperatura giusta. Quando divergono, il puffer assorbe la differenza, e la sua misura decide se basta o se diventa esso stesso un problema.
Questo criterio arriva dall'osservazione, prima che dai calcoli. Da anni teniamo collegate online migliaia di pompe di calore installate dalla rete Sigillo Sicuro e ne leggiamo temperature, accensioni e consumi. Su quei dati abbiamo visto che i puffer troppo grandi causano consumi elevati senza motivo, e che i puffer troppo piccoli producono un danno più grave, soprattutto d'estate.
Il monitoraggio da remoto di una pompa di calore: la temperatura dell'acqua nell'arco di una giornata di gennaio
Cosa succede se il puffer è troppo grande?
Un puffer troppo grande costringe la pompa di calore a scaldare acqua che l'impianto non richiede, e poi a tenerla calda. Prendiamo l'esempio di 1.000 litri di accumulo per una casa da 200 metri quadri. Per portare a temperatura tutto quel volume la macchina impiega molto tempo e molta corrente. A un certo punto le stanze arrivano a temperatura, l'impianto si ferma e la pompa di calore con lui. Il puffer resta pieno di acqua calda che nessuno usa.
Da fermo, quel serbatoio stratifica. L'acqua calda sale e quella fredda scende, così con i radiatori ti ritrovi 55 gradi nella parte alta e 30 gradi in quella bassa. Quando l'impianto riparte, pesca per qualche minuto l'acqua a 55 gradi, poi i due strati si mescolano e nei radiatori arriva acqua tiepida, calda al tatto ma troppo fredda per scaldare le stanze. La pompa di calore deve ripartire e ripetere il lavoro, e in bolletta compaiono chilowattora spesi per mantenere caldo un volume sproporzionato.
È importante quindi stratificare anche quando i circolatori lato pompa di calore e lato impianto sono attivi. Questo si può ottenere con appositi puffer che non miscelano la temperatura dell’acqua. La soluzione migliore, quindi, si decide nel progetto, prima di avviare i lavori. Perché come dicevo all’inizio, un puffer sovradimensionato costa due volte: all'acquisto e poi in ogni bolletta.
Lo schema alla lavagna mostra il puffer da 1.000 litri collegato alla pompa di calore e all'impianto di una casa da 200 metri quadri
Cosa succede se il puffer è troppo piccolo d'inverno?
Un puffer troppo piccolo costringe la pompa di calore a spegnersi prima del tempo o a spingere l'acqua oltre la temperatura di progetto. Una pompa di calore inverter modula la potenza fino a un limite, in media il 30% della potenza massima, e sotto quella soglia si ferma. Una volta accesa, inoltre, deve restare in funzione per un tempo minimo, in genere tra 8 e 12 minuti, perché il circuito frigorifero ha bisogno di quel tempo per arrivare a regime. Una macchina che si spegne e si riaccende di continuo si stressa molto e, di conseguenza, dura pochi anni.
Ora immagina una giornata d'inverno in cui riscaldi solo la cucina, mentre il resto della casa è già caldo o lo tieni spento. La macchina era stata progettata per tutta la casa. L'impianto porta via poca energia, la pompa di calore scende al minimo, ma anche al minimo produce ancora più di quello che la cucina assorbe. Con un puffer grande quanto basta, l'energia in eccesso finisce nell'accumulo e la macchina completa i suoi dieci minuti senza problemi. Con un puffer troppo piccolo, l'acqua che doveva fermarsi a 55 gradi arriva a 60 o 65 gradi prima che la macchina possa spegnersi. D'inverno è un problema gestibile: la macchina lavora peggio e consuma di più, ma la casa resta calda.
Lo schema del puffer troppo piccolo, disegnato sotto quello da 1.000 litri cancellato
E d'estate, cosa cambia con un puffer troppo piccolo?
D'estate lo stesso meccanismo porta la pompa di calore in blocco. In modalità raffrescamento la macchina produce acqua fredda, in genere attorno agli 8 gradi, e anche qui deve restare accesa per i suoi 8-12 minuti dopo ogni avvio. Se nell'impianto lavorano solo due stanze, l'acqua arriva a 8 gradi dopo tre minuti, ma la macchina deve continuare. La temperatura scende a 7, poi a 6. Sotto i 7 gradi la pompa di calore si ferma per sicurezza, perché l'acqua si avvicina al punto in cui gela e il ghiaccio danneggerebbe lo scambiatore.
Il blocco si ripete a ogni avvio. La macchina riparte, scende di nuovo sotto soglia, si ferma di nuovo. Una pompa di calore inverter, costruita per lavorare a lungo e piano, si comporta come una vecchia macchina on-off progettata male. La temperatura dell'acqua oscilla tra 7 e 13 gradi e, se hai i fan coil, in casa lo senti: aria fredda a tratti, poi aria tiepida, poi di nuovo fredda. Il comfort sparisce e gli avvii si accumulano nel contatore della macchina.
Se hai già una pompa di calore e ti riconosci in questa descrizione, prova a contare quante volte si accende in un giorno: decine di avvii quotidiani la logorano, e spesso la causa è un accumulo sottodimensionato. Le abitudini di una casa con caldaia qui non valgono, come racconto nell'articolo su quando accendere e spegnere la pompa di calore.
Le temperature segnate alla lavagna: d'inverno l'acqua sale da 55 a 60-65 gradi, d'estate scende da 8 a 6 gradi e la macchina si blocca
Quanti litri deve avere il puffer, allora?
Il numero di litri giusto si trova con quattro variabili. La prima è la potenza della pompa di calore: più la macchina è grande, più energia deve poter scaricare quando lavora al minimo. La seconda è il tipo di terminali: un pavimento radiante contiene già molta acqua e chiede un accumulo più piccolo, i radiatori ne contengono meno e lo chiedono più grande, i fan coil ne contengono pochissima e lo chiedono più grande ancora. La terza è la regolazione: quante zone possono chiudersi mentre la macchina lavora, perché un pavimento da 200 metri quadri con una sola testina aperta si comporta come un impianto minuscolo. La quarta è il raffrescamento estivo, che richiede una verifica a parte, perché è lì che il puffer piccolo manda la macchina in blocco.
Un esempio concreto lo trovi nella villa da 450 mq con radiatori in ghisa, dove il puffer è stato dimensionato sulla potenza della macchina, 20 kW termici, per compensare la poca acqua che circola nei radiatori. Nel caso della casa da 200 metri quadri, i 1.000 litri ipotizzati erano una provocazione: il volume corretto si calcola, e non lo ripeterò mai abbastanza: si calcola prima dei lavori.
Per le famiglie che seguiamo con la rete Sigillo Sicuro questo calcolo rientra nel predimensionamento, insieme alla taglia della macchina e del bollitore sanitario. Prima dei lavori ti diciamo in anticipo quanto consumerà il tuo impianto, con una simulazione sulla tua casa, e il puffer è una delle leve con cui mettiamo a punto la configurazione per arrivare a quei consumi, o persino a consumi migliori. Dopo l'installazione, il monitoraggio da remoto conferma se la realtà rispecchia il progetto o c’è qualcosa da tarare.
Il puffer giusto è quello che lascia lavorare la pompa di calore a lungo e piano, d'inverno e d'estate.
Domande frequenti
Il puffer serve anche con una pompa di calore geotermica?
Serve meno, perché le macchine geotermiche acqua-acqua e terra-acqua non eseguono sbrinamenti e quindi non hanno bisogno della riserva d'acqua per quella funzione. Restano però le altre due ragioni, la portata e i cicli lunghi, e il discorso energetico di questo articolo rimane identico: anche una geotermica al minimo produce più di quello che una sola stanza assorbe.
Posso usare il puffer anche per l'acqua calda delle docce?
No, sono due accumuli diversi. Il puffer contiene acqua tecnica, che gira nell'impianto e resta fuori dai rubinetti; il bollitore sanitario contiene l'acqua di docce e lavabi e si dimensiona sul numero di persone e di bagni. Anche negli impianti grandi, dove l'acqua sanitaria si produce al momento con uno scambiatore alimentato dal puffer, i due serbatoi si dimensionano separati.
Un puffer più grande mi permette di sfruttare meglio il fotovoltaico?
Un accumulo un po' più grande permette di spostare parte del lavoro della pompa di calore nelle ore di sole, come spiego nell'articolo su come usare la pompa di calore di giorno con il fotovoltaico. Il margine resta piccolo: si parte dal volume corretto per l'impianto e si aggiunge una quota ragionata, mentre il serbatoio enorme riporta ai consumi inutili descritti sopra.
La mia pompa di calore si accende e si spegne di continuo: è colpa del puffer?
È uno dei sospettati principali, insieme alla portata insufficiente e a una regolazione sbagliata. Il segnale da osservare è il numero di avvii al giorno. Se sono decine, conviene chiedere un'analisi ordinata dell'impianto, come quella del metodo O.D.A. per i disservizi della pompa di calore, prima di cambiare qualsiasi componente.
E se in casa non ho spazio per il puffer?
Lo spazio si trova quasi sempre, perché un puffer dimensionato bene per una casa contiene decine o poche centinaia di litri, lontano dai 1.000 dell'esempio. Esistono centrali termiche compatte che integrano il puffer con gli altri componenti in un ingombro ridotto, e nei casi limite l'accumulo trova posto in un vano esterno coibentato. Rinunciare al puffer quando serve significa accettare gli avvii continui e i blocchi estivi.
Come capire se il puffer della tua casa è dimensionato bene
Un impianto con il puffer giusto si riconosce dai dati: la pompa di calore lavora a lungo, si accende poche volte al giorno, d'estate raffresca senza blocchi e d'inverno manda nei radiatori acqua alla temperatura di progetto. Se devi ancora installare la pompa di calore, è il momento di chiedere il calcolo dei litri insieme alla taglia della macchina, prima che qualcuno proponga il serbatoio "bello grande". Nella guida per scegliere chi ti installa la pompa di calore trovi le domande da porre a chi prepara il preventivo, e questa è una di quelle.
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Ing. Samuele Trento - ingegnere meccanico, dal 2012 mi occupo di riscaldamento e raffrescamento con pompe di calore elettriche. Ho fondato Sigillo Sicuro, la rete italiana di installatori specializzati, e sul mio canale YouTube racconto impianti reali a oltre 65.000 iscritti.
