Il dibattito “elettrico” contro “combustibili fossili” tiene banco negli ultimi anni, sia in strada, con le automobili, che a casa con i sistemi di riscaldamento. Una delle domande alle quali è sempre più difficile rispondere riguarda sicuramente la convenienza di una pompa di calore per riscaldare casa.
L’Europa sta spingendo tutti verso soluzioni di riscaldamento più eco sostenibili, ma la ricerca della sostenibilità non sempre si allinea con l'impatto che più interessa alle persone, ovvero quello sul portafogli.
Cos'è una Pompa di Calore?
La pompa di calore è un generatore di calore, un impianto tecnologico che può essere utilizzato per il riscaldamento, il raffrescamento e la produzione di acqua calda sanitaria. La pompa di calore funziona in modo analogo ma opposto a quello di un frigorifero. Il funzionamento è analogo a quello del frigorifero che toglie il calore dagli alimenti e lo disperde nell’ambiente attraverso la serpentina.
Esistono diverse tipologie di pompe di calore, ma il loro funzionamento si basa sui medesimi principi. Tale materia viene sottoposta a pressione nel compressore e questo processo rilascia calore. Il gas confluisce nel condensatore e con il suo calore alimenta i radiatori della casa.
Si tratta di una soluzione che il mercato ricerca sempre di più proprio per la sua efficienza energetica e sostenibilità, in un momento storico in cui il risparmio di energia diventa fondamentale. Del resto, gli obiettivi europei per lo sviluppo sostenibile e l’efficienza energetica prevedono di ridurre le emissioni di gas a effetto serra di almeno il 55% entro il 2030 rispetto ai livelli del 1990, in modo che l’Europa possa diventare il primo continente a impatto climatico zero entro il 2050.
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Secondo il Report pubblicato dall’IEA “The Future of Heat Pumps” le pompe di calore sono centrali per la transizione verso un riscaldamento sostenibile a livello globale. Sempre l’European Heat Pump Association (EHPA) segnala che l’elettricità a basso costo sia una chiave per accelerare l’adozione delle pompe di calore, promuovendo così una maggiore indipendenza energetica e una riduzione dell’uso di combustibili fossili.
Tipologie di Pompe di Calore
A seconda della fonte energetica da cui prelevano energia, le pompe di calore si differenziano in 4 tipologie: aria-aria, aria-acqua, acqua-acqua, terra-acqua.
- Pompa di calore aria-aria: Utilizza le correnti esterne all’abitazione per riscaldare o raffrescare l’aria da immettere nei locali abitativi. La pompa di calore aria-aria è il termine tecnico per riferirsi ai classici condizionatori. Viene definito pompa di calore quando, oltre a far circolare aria fredda per il raffrescamento, emette anche aria calda per riscaldare casa.
- Pompa di calore aria-acqua: Scaldano cioè l’acqua dell’impianto come una caldaia.
- Pompa di calore ad acqua: Funzionano prelevando calore da un’altra risorsa: l’acqua, che vene ricavata principalmente da falda o pozzi sotterranei. Per quanto riguarda il fluido utilizzato per il riscaldamento, a cui si trasferisce il calore generato, possono essere utilizzate sia aria, che acqua.
- Pompa di calore geotermica: Si serve del calore del terreno. Di contro, sono più complesse, perché utilizzano tubazioni (sonde geotermiche) da installare perforando il terreno, che possono essere disposte in verticale, andando molto in profondità, o in orizzontale.
- Pompe di calore ad assorbimento: Meno comuni delle altre tipologie, sfruttano una sorgente termica a bassa temperatura e una ad alta temperatura, non utilizzano un compressore meccanico.
Pompa di Calore Aria-Aria: Come Funziona
La pompa calore aria-aria funziona sfruttando l’aria esterna. Le pompe di calore aria-aria sono composte da un compressore, un circuito frigorifero, un evaporatore e un serbatoio per accumulo dell’acqua calda (opzionale).
La pompa di calore aria-aria è composta da 2 unità principali:
- Unità esterna: Questa unità è installata all’esterno dell’edificio e svolge il compito di assorbire l’energia termica presente nell’aria circostante. Questa energia viene utilizzata per vaporizzare un liquido termovettore, generando calore.
- Unità interna (split): Questa unità, comunemente nota come split, è posizionata all’interno della stanza e si occupa della distribuzione dell’aria calda o fredda. Il calore prodotto viene ulteriormente aumentato attraverso l’azione di un compressore, che comprime il volume del liquido termovettore grazie all’energia elettrica fornita. Successivamente, il vapore così generato viene rilasciato attraverso lo split montato sul muro della stanza, contribuendo al riscaldamento dell’edificio. Nel processo di raffreddamento dell’ambiente, invece, il procedimento è inverso e simile a quello utilizzato nei sistemi di refrigerazione. Lo split estrae il calore dall’aria interna alla stanza e lo rilascia all’esterno attraverso l’unità esterna.
Pro e Contro delle Pompe di Calore
Installare una pompa di calore è una scelta vincente quando l’obiettivo è quello di favorire l’efficienza energetica di un edificio, riducendo i consumi, e di aumentare la sua sostenibilità. Chiaramente è consigliabile investire in questa direzione e installare una pompa di calore in combinazione con una serie di altri interventi sull’edificio.
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Se l’involucro non è isolato, gli infissi non sono performanti e l’impianto di distribuzione è vecchio e inefficiente, si rischia di vanificare l’investimento. La scelta tra le pompe di calore presentate prima dipende da diversi fattori. Innanzitutto vanno considerate la dimensione dell’ambiente da riscaldare/raffrescare e la tipologia di impianto esistente.
Vantaggi
- Efficienza energetica: Questi sistemi possono essere altamente efficienti dal punto di vista energetico rispetto ai tradizionali metodi di riscaldamento. Ciò è dovuto alla loro capacità di sfruttare l’energia termica naturalmente presente nell’aria per riscaldare gli ambienti.
- Condizionamento dell’aria: Molte pompe di calore aria-aria offrono anche funzionalità di raffreddamento, fornendo un sistema integrato di riscaldamento e condizionamento dell’aria durante i mesi più caldi.
- Facilità di installazione: Poiché non richiedono il collegamento a una fonte di combustibile, come il gas o il petrolio, le pompe di calore aria-aria possono essere relativamente facili da installare. Di solito, il processo di installazione è veloce e non richiede modifiche strutturali significative.
- Emissioni ridotte di gas serra: Grazie al loro funzionamento elettrico, queste pompe di calore contribuiscono a ridurre le emissioni di gas serra, come l’anidride carbonica, rispetto ai sistemi che utilizzano combustibili fossili.
- Aumento della classe energetica: Con un sistema di riscaldamento efficiente che introduce l’utilizzo di fonti rinnovabili sale anche la classe energetica dell’abitazione.
Svantaggi
- Dipendenza dalle condizioni atmosferiche: Poiché dipendono dall’energia termica presente nell’aria esterna, l’efficienza delle pompe di calore aria aria può essere influenzata dalle variazioni stagionali delle temperature esterne. In genere, queste pompe funzionano in modo ottimale in climi temperati, dove le temperature esterne non raggiungono estremi eccessivi. Tuttavia, in presenza di temperature molto alte o molto basse, le prestazioni delle pompe di calore aria aria possono diminuire, restituendo una minore efficienza energetica.
- Rumorosità: Alcune pompe di calore aria aria, specialmente le più datate, possono essere rumorose. In particolare, l’unità esterna potrebbe emettere rumori fastidiosi durante il suo funzionamento.
- Costi: Pur avendo visto una diminuzione dei costi negli ultimi tempi, le pompe di calore aria-aria possono ancora essere costose rispetto ad altre soluzioni di riscaldamento e raffreddamento.
- Impatto sul microclima esterno: Una cattiva progettazione dell’installazione dell’unità esterna potrebbe causare disturbi nel microclima dell’area circostante a causa delle correnti d’aria prodotte durante il funzionamento della pompa di calore.
- Complessità tecniche: (iii) la necessità, in situazioni di clima particolarmente rigido, di integrare anche altre forme di riscaldamento dell’acqua. A queste complessità tecniche si associano possibili maggiori costi.
Costi e Incentivi
I costi associati alle pompe di calore aria-aria possono variare notevolmente in base alla marca, al modello e alla capacità di riscaldamento. Inoltre, è importante tenere presente che, oltre al costo iniziale, bisogna considerare il risparmio energetico che una pompa di calore può garantire nel lungo periodo. Grazie alla maggiore efficienza, queste pompe possono ridurre significativamente i costi di riscaldamento rispetto ad altre soluzioni tradizionali, offrendo un vantaggio economico a lungo termine.
I costi di acquisto e installazione di una pompa di calore, come visto, possono essere anche molto elevati. Per quanto riguarda le detrazioni fiscali per gli interventi di riqualificazione energetica, le pompe di calore permettono l’accesso all’Ecobonus al 65% fino al 31 dicembre 2024 e al Bonus Casa, nel caso si stiano eseguendo interventi di ristrutturazione o manutenzione straordinaria. In questo caso, la percentuale di spesa detraibile è del 50% fino al 31 dicembre 2024.
Infine, le pompe di calore, installate in sostituzione di un impianto di riscaldamento preesistente, rientrano nel sistema di incentivi previsti dal GSE e annoverati nel Conto Termico 2.0. Il GSE, entro circa due mesi dalla convenzione, arriva a rimborsare il 65% della spesa tramite bonifico. Per verificare se un modello di pompa di calore possiede i requisiti per accedere agli incentivi del conto termico si può consultare il catalogo degli apparecchi domestici del GSE, le pompe di calore si trovano nella tipologia 2A e 2E per i sistemi ibridi.
La Legge i Bilancio recentemente bollinata alla Camera e che dovrà essere pubblicata in Gazzetta Ufficiale entro il 31/12/2024 ha confermato il bonus ristrutturazioni al 50% ma solo per le prime case. L’ecobonus, che incentiva le tecnologie di efficientamento energetico, scende dal 65 al 50%, anche in questo caso per le prime case; per le seconde case entrambi passano al 36%.
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Considerazioni Aggiuntive
- Necessità di un accumulo: Necessita di un accumulo per la produzione di acqua calda sanitaria e a volte, in base alla tipologia di impianto, anche di un accumulo inerziale.
- Temperatura di mandata: Necessita dunque di una temperatura di mandata inferiore rispetto alle classiche caldaie, che varia a seconda dei casi. Il suo impiego è ideale in impianti che lavorano a bassa temperatura - come il radiante a pavimento - ma in certi contesti può essere adoperata con successo anche in impianti con classici radiatori.
- Clima mite: Le pompe di calore aria aria sono una soluzione impiantistica abbastanza semplice. Le pompe di calore aria-aria sono molto efficienti e i massimi risultati si ottengono in zone dal clima abbastanza mite, con temperatura che non scendono sotto i -10°C e il rischio che la condensa si trasformi in ghiaccio è basso. In ogni caso, per ovviare a questo problema, i produttori hanno proposto alcuni innovativi modelli studiati ad hoc.
- Abbinamento ai radiatori: L’abbinamento ai tradizionali radiatori, per quanto possibile, non è la scelta più efficiente, in quanto è necessario portare l’acqua a temperature elevate, anche sopra i 70°C. Se, invece, si sceglie di abbinare la pompa di calore ad un sistema radiante, dove l’acqua circola a 25-30°, l’efficienza dell’impianto aumenta.
Efficienza e Consumi
Il parametro che individua l'efficienza della pompa di calore è il COP (Coefficient of Performance), determinato dal rapporto tra la potenza termica prodotta (kW) e la potenza elettrica assorbita (kW). Per esempio: se la pompa di calore fornisce 5 kW all'impianto di riscaldamento a fronte di un consumo elettrico di 1 kW, il COP risulta pari a 5 e il calore estratto dall’aria esterna è pari a 4 kW.
Tutti sappiamo che normalmente il calore si trasferisce dai livelli di temperatura più alti verso quelli più bassi. La macchina, infatti, riesce a prelevare calore da una sorgente esterna più fredda (l’aria, ma anche l’acqua di falda o il terreno) e a trasferirla agli ambienti interni.
Tabella: Vendite di pompe di calore nella prima metà del 2023 rispetto alla prima metà del 2024 in 13 Paesi europei
| Paese | Variazione percentuale delle vendite |
|---|---|
| (Dati non forniti nel testo) | (Dati non forniti nel testo) |
Conclusioni
La convenienza di una pompa di calore dipende da molteplici fattori, tra cui il costo dell'elettricità, il clima locale, le caratteristiche dell'edificio e gli incentivi disponibili. Valutare attentamente questi aspetti è fondamentale per prendere una decisione informata e massimizzare i benefici di questa tecnologia sostenibile.