La pompa di calore è una macchina che, servendosi di diverse forme di energia, è in grado di estrarre e trasferire energia termica.
Cos'è il COP e perché è importante?
Il COP (coefficiente di prestazione) è un valore che permette di misurare l'efficienza di una pompa di calore. La scelta di un modello di pompa di calore piuttosto che un altro dipende da numerosi fattori, uno di questi è il COP (coefficiente di prestazione) che permette di misurare l'efficienza di una pompa di calore ed è presente all'interno della cosiddetta scheda tecnica. Si tratta di un parametro fondamentale per capire se la pompa di calore scelta consumerà di più o meno rispetto ad un'altra.
L’acronimo COP sta per coefficient of performance (coefficiente di prestazione) e rappresenta l’efficacia di una pompa di calore, ossia il rapporto tra l’energia termica generata (calore ceduto al mezzo da riscaldare) e l’energia elettrica assorbita. Indica la quantità di energia impiegata dalla macchina per ottenere una certa quantità di calore.
Come si calcola il COP?
Il COP di una pompa di calore può essere calcolato mediante la seguente formula:
COP = energia termica ceduta (kWh)/energia elettrica per produrla (kWh)
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Più il COP è alto, quindi, più energia termica viene erogata, maggiore sarà l’efficienza della pompa di calore e minore il dispendio di energia per riscaldare l’ambiente.
Dunque, il coefficiente sarà tanto maggiore quanto più bassa è la temperatura a cui il calore viene ceduto (nel condensatore) e quanto più alta quella della sorgente da cui viene assorbito (nell’evaporatore).
Valori di riferimento del COP
Il valore ottimale del coefficiente di prestazione per le pompe di calore di solito parte da 2. Nello specifico:
- per le pompe di calore aria-aria: il COP generalmente varia tra 3 e 4;
- nel caso delle pompe di calore aria-acqua: il COP dovrebbe essere almeno 4, considerando una situazione in cui la sorgente termica (aria) ha una temperatura di 2° e l’acqua raggiunge una temperatura di mandata di 35°;
- per le pompe di calore acqua/acqua: il COP ideale dovrebbe aggirarsi intorno a 5,5, considerando una situazione in cui l’acqua di falda ha una temperatura di 10° e il fluido termovettore (acqua) raggiunge una temperatura di mandata di 35°.
Variazione del COP
Il coefficiente di prestazione di una pompa di calore non è un valore assoluto ma varia in base alla temperatura della fonte da cui assorbe il calore e alla temperatura di mandata, ossia la temperatura che deve raggiungere l’acqua del mio impianto.
La temperatura della fonte termica, cioè aria, acqua, terra, dalla quale viene assorbito il calore, riveste un ruolo importante. Ad esempio, la temperatura dell’aria può variare a seconda delle stagioni, a differenza di quella dell’acqua di falda che rimane costante durante tutto l’anno. Un aumento della temperatura della fonte termica si traduce in un minore consumo di energia elettrica per il riscaldamento ambientale. Al contrario, con il calo delle temperature, il COP diminuisce, comportando un aumento dei consumi della pompa di calore.
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Anche la temperatura di mandata, ovvero la temperatura dell’acqua che scorre nelle tubazioni di alimentazione (in mandata) di un sistema di riscaldamento, costituisce un elemento chiave.
Il GUE (Gas Utilization Efficiency)
Da un punto di vista scientifico, per le pompe di calore a gas esiste un indicatore di efficienza specifico: il GUE (Gas Utilization Efficiency). La normativa italiana, probabilmente per ragioni di semplificazione, applica il parametro del COP indistintamente alle pompe di calore elettriche e a quelle a gas. Tuttavia, i valori minimi di COP delle pompe di calore a gas indicati nella normativa sono calcolati con il metro del GUE; questo è importante per comprendere come i bassi valori medi di COP delle pompe di calore a gas, rispetto a quelle elettriche, non siano indice di minore efficienza.
Hanno valori di COP (cioè di GUE) compresi indicativamente tra 1,3 e 1,6. Essendo riferito al potere calorifico del gas metano, il COP delle pompe di calore a gas è direttamente confrontabile con l’efficienza (espressa in termini percentuali) delle caldaie a gas.
COP vs. GUE
Sia il COP che il GUE sono dati dal rapporto tra l’energia erogata dalla pompa di calore e l’energia utilizzata dalla pompa per svolgere il lavoro. Tra questi due parametri molto simili sussiste una differenza importante: il COP, infatti, considera come energia in ingresso l’elettricità che non è una fonte primaria, mentre il GUE considera il gas che invece è una fonte primaria. Alla base di questa differenza vi è dunque una rilevante considerazione da fare: per poter confrontare questi due parametri bisogna riportare il COP in termini di energia primaria dividendo dunque il consumo elettrico del compressore per il rendimento del sistema nazionale di generazione pari a 0,4.
EER e Pompe di Calore a Gas
Ci sono notevoli differenze nei valori di EER tra pompe di calore elettriche e gas; anche in questo caso valgono le stesse osservazioni fatte per le differenze di COP. L’EER, infatti, è un parametro teoricamente riferibile solo alle pompe di calore elettriche, mentre per quelle a gas si fa riferimento sempre al GUE (Gas Utilization Efficiency), in fase sia di riscaldamento che di raffrescamento. Le macchine più efficienti hanno valori di EER (cioè di GUE) di norma superiori a 0,6. Essendo riferito al potere calorifico del gas metano, l’EER delle pompe di calore a gas è direttamente confrontabile con l’efficienza (espressa in termini percentuali) delle caldaie a gas, anche se queste ultime producono chiaramente solo energia termica e non frigorifera.
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Tabella Comparativa: COP, EER e GUE
| Parametro | Pompe di Calore Elettriche | Pompe di Calore a Gas |
|---|---|---|
| COP (Coefficiente di Prestazione) | Valore tipico: 3-5 | Calcolato con il metro del GUE, tipicamente 1.3-1.6 |
| EER (Energy Efficiency Ratio) | Valore tipico: 3-5 | Si fa riferimento al GUE |
| GUE (Gas Utilization Efficiency) | Non applicabile | Valore tipico: > 0.6 per macchine efficienti |