R290 vs R32: produzione di calore ad alta temperatura, ACS e il ruolo dell’accumulo termico PCM

Il confronto R290 vs R32 è diventato centrale nel dibattito sulle pompe di calore di nuova generazione. Progettisti, energy manager e operatori del settore si interrogano su quale refrigerante sia più adatto per la produzione di calore ad alta temperatura, per la produzione di calore a bassa temperatura e, soprattutto, per la produzione di acqua calda sanitaria (ACS).

Spesso la discussione si concentra sul singolo generatore — pompa di calore R290 o pompa di calore R32 — trascurando un aspetto fondamentale: le prestazioni reali dipendono dal sistema nel suo insieme, non solo dal refrigerante. In particolare, la gestione della temperatura per l'acqua calda sanitaria e dei picchi di domanda ACS è il vero nodo progettuale.

In questo articolo analizziamo in modo tecnico il confronto gas R290 vs R32, chiarendo perché, in molti casi, non sia necessario spingere la pompa di calore a 60 °C, se l'impianto è correttamente progettato e integrato con un accumulo termico PCM.

Gas R290 vs R32: differenze di base

Nel confronto gas R290 vs R32, i due refrigeranti presentano caratteristiche molto diverse:

• R32
  • Refrigerante HFC
  • GWP (Global Warming Potential) ≈ 675
  • Ampiamente utilizzato nelle pompe di calore aria-acqua
  • Buona efficienza nella produzione di calore a bassa temperatura
• R290 (propano)
  • Refrigerante naturale
  • GWP ≈ 3
  • Ottime prestazioni termodinamiche
  • Capacità di lavorare a temperature di mandata più elevate

Queste differenze spiegano perché le pompe di calore R290 vengano spesso associate alla produzione di calore ad alta temperatura, mentre le pompe di calore R32 sono considerate più adatte a impianti standard a bassa temperatura.

Produzione di calore ad alta e bassa temperatura: cosa significa davvero

Quando si parla di produzione di calore ad alta temperatura, ci si riferisce generalmente a mandata ≥ 60–65 °C, tipicamente richiesta in:

• impianti con radiatori tradizionali;
• retrofit senza riqualificazione dell'emissione;
• sistemi ACS con elevate temperature di accumulo.

La produzione di calore a bassa temperatura, invece, riguarda mandata tra 35 e 50 °C, ideale per:

• pannelli radianti;
• ventilconvettori;
• sistemi moderni ad alta efficienza.

Il punto chiave è che la produzione di acqua calda sanitaria non richiede necessariamente che la pompa di calore lavori costantemente a 60 °C. è qui che spesso nasce un errore progettuale.

ACS e pompe di calore: il vero problema non è la temperatura, ma il picco

La pompa di calore produzione acqua sanitaria non è un sistema istantaneo. Anche quando si parla di acqua calda con pompa di calore, il limite non è tanto la temperatura massima raggiungibile, quanto:

• la potenza disponibile nel breve periodo;
• la capacità di gestire richieste concentrate (docce simultanee, turn-over, picchi mattutini).

Per questo motivo, molti sistemi cercano di compensare il problema alzando la temperatura di mandata (es. pompa di calore 60 gradi), con conseguenze dirette:

• riduzione del COP;
• maggiore stress del compressore;
• aumento dei consumi elettrici;
• necessità di macchine più grandi e costose (pompa di calore aria acqua alta temperatura prezzi).

I limiti operativi delle pompe di calore senza accumulo

Senza un sistema di accumulo adeguato, la pompa di calore è costretta a:

1. inseguire il carico istantaneo;
2. lavorare frequentemente a regimi non ottimali;
3. affrontare continui cicli di accensione e spegnimento.

Questo vale sia per pompa di calore R290 sia per pompa di calore R32: il refrigerante non risolve da solo il problema dei picchi.

Senza un sistema di accumulo adeguato, la pompa di calore è costretta a inseguire il carico istantaneo, lavorando spesso fuori dal proprio punto di massima efficienza: un tema approfondito nell'articolo dedicato alle pompe di calore e batterie termiche come risposta rapida ai limiti dell'accumulo tradizionale.

Il punto chiave è che l'efficienza della PDC dipende dall'integrazione con l'accumulo, non solo dalla scelta del gas.

Perché non serve spingere la PDC oltre i 60 °C

Un impianto ben progettato consente di:

• far lavorare la pompa di calore a temperature più basse e stabili;
• accumulare energia quando il carico è ridotto;
• rilasciare rapidamente calore quando l'utenza lo richiede.

In questo scenario, non è necessario progettare l'intero sistema per lavorare costantemente a 60–65 °C, anche in presenza di richieste ACS elevate. Questo vale sia nel confronto R290 vs R32, sia nella scelta della taglia macchina.

Accumulo termico PCM: diverso dal serbatoio tradizionale

Qui entra in gioco l'accumulo termico PCM e, in particolare, le batterie termiche i-TES.

A differenza di un serbatoio tradizionale:

• non accumulano grandi volumi di acqua;
• accumulano energia termica sotto forma di calore latente;
• rilasciano potenza elevata in tempi brevi.

Questo le rende particolarmente adatte alla pompa di calore per il riscaldamento acqua calda sanitaria, perché:

• separano la produzione di energia dalla richiesta istantanea;
• riducono i picchi di carico sulla PDC;
• permettono di mantenere temperature di produzione più basse.

A differenza di un accumulo tradizionale, l'accumulo termico PCM non immagazzina grandi volumi di acqua, ma energia termica: una differenza sostanziale che viene spiegata nel confronto tra boiler elettrico tradizionale e batterie termiche i-TES per l'acqua calda sanitaria.

ACS e richieste concentrate: un problema reale

In molte applicazioni reali — hotel, palestre, strutture ricettive, residenze collettive — il problema non è teorico, ma quotidiano:

• molte utenze che richiedono ACS nello stesso momento;
• picchi brevi ma intensi;
• necessità di comfort immediato.

In questi contesti, parlare solo di calore prodotto dalla pompa di calore o di temperatura massima è riduttivo. Serve una gestione intelligente del sistema. In strutture con richieste concentrate di ACS — come hotel, palestre o residenze collettive — il problema della disponibilità immediata di acqua calda non è teorico, ma reale, come mostrato nell'approfondimento dedicato al rapporto tra pompa di calore e comfort termico nella gestione dei picchi.

R290 o R32? Perché il sistema conta più del refrigerante nel residenziale

Nel mercato residenziale, la scelta tra R290 vs R32 non è solo una questione di prestazioni, ma anche di costi e spazi. Le pompe di calore a propano (R290), pur essendo eccellenti, risultano spesso più onerose e ingombranti rispetto alle versioni a R32 di pari potenza.

Spesso si è portati a scegliere una macchina a R290 solo per garantire la produzione di ACS ad alta temperatura o per i cicli di disinfezione. Tuttavia, l'integrazione di un accumulo termico PCM con temperatura di fusione inferiore ai 50–55 °C cambia completamente le regole del gioco:

• Nessun rischio Legionella: Poiché questi sistemi accumulano energia termica sotto forma di calore latente e non acqua stagnante, non è necessario spingere il sistema sopra i 50-60 °C per la sanificazione.
• Efficienza con R32: Potendo lavorare a temperature di mandata più basse, una pompa di calore R32 — generalmente più economica e compatta — diventa perfettamente idonea anche per la produzione di acqua calda sanitaria.
• Ottimizzazione degli spazi: La maggiore densità energetica del PCM permette di avere un sistema di accumulo ridotto, ideale per contesti abitativi dove ogni metro quadro conta.

In sintesi, il ricorso al PCM permette di evitare l'investimento in macchine R290 più complesse e costose, garantendo comfort e igiene con temperature d'esercizio più contenute e una meccanica più snella.

In conclusione: Progettare il sistema, non solo il generatore

Il confronto tra gas R290 vs R32 non può essere ridotto a una semplice gara sulla temperatura massima raggiungibile dal solo generatore. La vera discriminante per un impianto efficiente e sostenibile è la progettazione del sistema nel suo complesso.

Se nel settore commerciale o in casi di retrofit estremo la R290 resta una scelta obbligata, nel settore residenziale l'integrazione di un accumulo termico PCM apre scenari molto più vantaggiosi:

• Ottimizzazione dei costi: Permette di utilizzare pompe di calore R32, generalmente più economiche e compatte, senza rinunciare al comfort.
• Efficienza e Sicurezza: Gestendo i picchi di ACS attraverso il calore latente, si evita di spingere la PDC a 60 °C, eliminando alla radice il problema della Legionella senza cicli termici energivori.
• Affidabilità: Ridurre lo stress meccanico sulla macchina significa allungarne la vita utile e diminuire gli interventi di manutenzione.

Per progettisti ed energy manager, la soluzione più intelligente non è necessariamente la macchina più potente, ma quella inserita in un sistema capace di gestire l'energia in modo dinamico. Scegliere l'accoppiata tra pompa di calore e accumulo PCM significa offrire un impianto snello, sicuro e realmente ottimizzato per le esigenze dell'utente moderno.