La crescente consapevolezza ambientale e la necessità di risparmiare energia hanno spinto molti italiani a sostituire le vecchie caldaie con pompe di calore, incrementando l’efficienza del sistema di riscaldamento e riducendo la dipendenza dai combustibili fossili, senza rinunciare al comfort domestico.
Cos’è la Pompa di Calore e a Cosa Serve?
La pompa di calore è un dispositivo che preleva l’energia termica, ovvero il calore, da diverse fonti naturali (acqua, aria e terra) per trasferirla poi all’interno degli ambienti da riscaldare o rinfrescare.
Un impianto di questo tipo, che può essere facilmente combinato con impianti di produzione di energie rinnovabili a basso impatto ambientale, come il fotovoltaico, il solare termico o la geotermia, consente un notevole risparmio energetico e una significativa riduzione dei consumi in bolletta. Vediamo dunque come funziona il riscaldamento a pompa di calore, come funzionano una caldaia a pompa di calore e un condizionatore a pompa di calore, quali sono le tipologie di pompe di calore e gli incentivi fiscali previsti.
Come Funziona una Pompa di Calore
Le pompe di calore prelevano energia da diverse fonti (acqua, aria e terra) e la trasferiscono all’interno degli ambienti sottoforma di calore. Spesso si tende a considerare il solo concetto di pompa di calore per acqua calda, ma in realtà il funzionamento di una pompa di calore è molto più ampio e si basa su un principio simile a quello che sta alla base di un frigorifero, con la differenza che quest’ultimo preleva il calore dall’interno per rilasciarlo nell’ambiente esterno, mentre la pompa di calore fa esattamente il contrario.
A garantire il funzionamento di una caldaia con pompa di calore sono quattro elementi: compressore, evaporatore, condensatore e valvola di laminazione.
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- Compressore: aspira il fluido refrigerante e avvia il ciclo termodinamico.
- Evaporatore: dove il fluido cambia di stato passando da liquido a gassoso, garantisce l’evaporazione del fluido e assorbe il calore.
- Valvola di laminazione: il fluido compresso passa per la valvola di laminazione che lo decomprime.
- Condensatore: in cui avviene il passaggio di stato da gassoso a liquido e dove rilascia il calore che ha assorbito in precedenza. A questo punto il ciclo può ricominciare.
Si può installare una pompa di calore sia per il riscaldamento che per il raffrescamento degli ambienti; oltre al riscaldamento invernale e alla fornitura di acqua calda sanitaria, la pompa di calore può garantire infatti il raffrescamento, semplicemente invertendo il ciclo. Anche il condizionatore d’aria e il congelatore sfruttano lo stesso principio termodinamico.
La pompa di calore per riscaldamento consente di generare calore come una caldaia tradizionale, impiegando però un quantitativo inferiore di energia.
Il principio di funzionamento di una pompa di calore è simile a quello di un elettrodomestico che utilizziamo ogni giorno: il frigorifero. L'unica differenza è che mentre il frigorifero estrae il calore dal suo interno per mantenerlo fresco e lo rilascia nell'ambiente, la pompa di calore estrae il calore dall'ambiente per riscaldare l'interno di una casa.
L'ambiente ci offre diverse fonti di calore che una pompa di calore può sfruttare: l'aria, il terreno e le acque di falda e, meno in alcuni casi, anche le acque di superficie, come laghi o fiumi. Queste fonti di calore sono disponibili gratuitamente e in quantità illimitata. Tuttavia, la loro temperatura di partenza è troppo bassa per poterle utilizzare direttamente per il riscaldamento degli ambienti o per la fornitura di acqua calda.
La pompa di calore sfrutta un processo termodinamico basato sul passaggio di fase del refrigerante e in particolare sulla stretta correlazione tra pressione e temperatura: il compressore aumenta la pressione del vapore del refrigerante e allo stesso tempo ne aumenta anche la temperatura. In questo modo il refrigerante, condensando, riesce a scaldare l’acqua dell'impianto portandola ad un livello termico soddisfacente per contribuire al riscaldamento dell'ambiente domestico e alla fornitura di acqua calda.
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Struttura e componenti di una pompa di calore
Il fluido refrigerante svolge un ruolo centrale nel funzionamento di una pompa di calore: si tratta di un fluido con un punto di ebollizione estremamente basso che subisce una serie di trasformazioni in 4 fasi all'interno dei diversi componenti del circuito chiuso del sistema.
Di seguito, un'illustrazione del funzionamento di una pompa di calore durante il periodo invernale:
- All'interno dell'evaporatore, l'energia termica dell'ambiente (dall’aria, dall’acqua o dal sottosuolo) viene trasferita al fluido refrigerante per mezzo di uno scambiatore di calore. Questo provoca l'evaporazione completa del refrigerante che ha una temperatura inferiore dell'ambiente esterno.
- Nel compressore, il refrigerante - ora in stato gassoso - viene compresso e riscaldato da un compressore azionato elettricamente.
- Nel condensatore, il fluido refrigerante, ora in stato gassoso e riscaldato, viene sottoposto a condensazione e torna allo stato liquido. In questo processo, il calore viene estratto dal gas caldo attraverso un altro scambiatore di calore e trasferito all'accumulatore di calore del sistema di riscaldamento, alla temperatura di mandata desiderata. Questo calore viene usato per scaldare l'ambiente casalingo, per esempio riscaldando l'aria dei termoconvettori o l'acqua che scorre nelle tubazioni del sistema di riscaldamento a pavimento.
- All'interno dell'espansore, il fluido refrigerante passa attraverso la valvola e così si raffredda, tornando nuovamente a pressione e temperatura originali.
In una pompa di calore acqua glicolica/acqua o in una pompa di calore acqua/acqua, un circuito trasporta il calore ambientale dal terreno o dalle acque di falda alla pompa di calore.
Nel caso della pompa di calore aria/acqua, un ventilatore assicura un apporto costante di calore ambientale alla pompa di calore.
Tipologie di Pompe di Calore
Le pompe di calore in commercio si distinguono in base al punto da cui prelevano calore, ovvero acqua, aria o terra.
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- Pompa di calore aria-acqua: queste macchine svolgono sia la funzione di riscaldamento che quella di raffrescamento. Funzionano generando calore tramite lo scambio di calore con l’aria esterna e impiegandolo in un ciclo per trasferire calore da un fluido più freddo a uno più caldo, ovvero l’acqua sanitaria o quella dell’impianto di riscaldamento.
- Pompa di calore aria-aria: queste macchine sono composte da almeno due unità, di cui una esterna, e dotate di split e sistema di canalizzazione dell’aria. Prelevano energia dall’aria e la trasferiscono in casa, rendendo al meglio con temperature alte e perdendo efficacia come fonti di riscaldamento.
- Pompa di calore acqua-acqua: questa tipologia di macchina massimizza il proprio rendimento in caso di pompa di calore per termosifoni e subordina il proprio funzionamento alla presenza di un pozzo dotato di sistema di aspirazione, prelevando il calore da una sorgente a temperatura stabile, servendosi dell’acqua di falda. Questa entra a contatto con un fluido refrigerante sfrutta il calore per il ciclo termodinamico.
- Pompa di calore geotermica: la pompa di calore terra-acqua riscalda l’acqua servendosi del calore presente nel terreno, catturandolo tramite una sonda geotermica. Questo tipo di tecnologia ha un elevato risparmio energetico, specie se unita a sistemi di riscaldamento a bassa temperatura.
Cosa significano pompa di calore monoblocco e split?
Per le pompe di calore aria/acqua si sono affermati due sistemi fondamentalmente diversi tra loro: il sistema pompa di calore monoblocco e il sistema pompa di calore split. La differenza più grande tra queste due soluzioni è che in un'unità monoblocco tutti i componenti tecnici importanti per il processo di recupero del calore sono raccolti in un'unica unità, mentre con un sistema split sono distribuiti su due unità. Entrambi i sistemi presentano vantaggi e svantaggi specifici.
Pompa di calore monoblocco
Il sistema pompa di calore monoblocco è più semplice, in quanto raccoglie tutti i componenti in un'unica unità.
Le pompe di calore monoblocco si posizionano all'esterno e sono ideali per chi non dispone di molto spazio all'interno dell'abitazione. Uno svantaggio invece è il potenziale congelamento dell’acqua di impianto in caso di climi molto rigidi.
Pompa di calore split
Uno dei vantaggi più importanti del sistema pompa di calore split è la sua massima flessibilità. I componenti possono essere posizionati in modo estremamente flessibile e non si presenta il rischio di congelamento dell'acqua dell'impianto. Uno svantaggio è rappresentato invece dal fatto che le tubazioni del fluido refrigerante devono essere installate da uno specialista dedicato e, a seconda della distanza tra l'unità esterna e quella interna e della quantità di refrigerante utilizzata, sono richiesti controlli regolari.
Vantaggi e Svantaggi della Pompa di Calore
Rispetto ai tradizionali impianti di riscaldamento, come caldaie a gas o stufe elettriche, i sistemi a pompa di calore offrono numerosi vantaggi:
- Efficienza energetica: si tratta di sistemi che nella maggior parte dei casi sono in grado di produrre più energia di quella consumata.
- Flessibilità: oltre che per il riscaldamento e la produzione di acqua calda sanitaria, la pompa di calore può essere utilizzata anche per il raffrescamento.
- Impatto ambientale minimo: grazie allo sfruttamento di fonti rinnovabili, il rilascio di emissioni inquinanti nell’ambiente è ridotto.
- Risparmio: nonostante il costo iniziale più elevato, i minori consumi energetici garantiscono un rientro rapido dell’investimento.
- Incentivi fiscali: l’installazione di una pompa di calore rientra tra i dispositivi il cui acquisto può beneficiare delle detrazioni fiscali e dei bonus energetici previsti dallo stato.
- Manutenzione limitata: un altro vantaggio riguarda gli interventi di manutenzione, meno frequenti e più semplici. Questo si traduce in minori costi relativi al controllo e alla pulizia degli impianti. Inoltre, le pompe di calore hanno delle temperature operative piuttosto basse, quindi non danneggiano i materiali.
- Affidabilità: le pompe di calore più efficienti sono in grado di funzionare anche in caso di condizioni climatiche avverse, pertanto garantiscono un costante approvvigionamento di acqua calda sanitaria e il riscaldamento degli ambienti.
- Aumento del valore dell’immobile: le pompe di calore offrono all’edificio un vantaggio competitivo sul mercato immobiliare, poiché gli acquirenti sono sempre più orientati verso soluzioni sostenibili ed efficienti dal punto di vista energetico.
Non mancano però le criticità, tra cui una potenziale rumorosità elevata.
Efficienza di una pompa di calore
L'efficienza di una pompa di calore è misurata calcolando il rapporto tra il calore a disposizione per riscaldare l'ambiente e l'energia elettrica consumata per ottenerlo. Maggiore è il rapporto, maggiore è l'efficienza della pompa di calore. A seconda della fonte di calore (aria, terra o acqua), un impianto di riscaldamento può produrre fino a 5 chilowattora di calore con 1 chilowattora di elettricità.
I fornitori di pompe di calore documentano il valore COP (Coefficient of Performance, coefficiente di prestazione) e/o un valore SCOP (Seasonal Coefficient of Performance, coefficiente di prestazione stagionale) per i loro sistemi. Come anticipato, questi valori mettono in rapporto la produzione di calore e l'energia elettrica da utilizzare per la produzione di calore. COP e SCOP sono valori determinati in condizioni di prova specifiche in laboratorio.
Come misurare il consumo di una pompa di calore
Per calcolare l’efficienza di una pompa di calore può essere utile conoscere il COP (Coefficiente di prestazione), un indicatore dell’efficienza del dispositivo che misura il rapporto tra energia termica prodotta e consumata. Maggiore sarà il valore del COP, maggiore sarà l’efficienza della pompa di calore e minore il dispendio di energia necessaria per riscaldare l’ambiente, oltre alla classe energetica di appartenenza.
Impianto di Riscaldamento a Pompa di Calore
La pompa di calore è la scelta ideale per alimentare impianti di riscaldamento domestico soprattutto se combinata con un impianto fotovoltaico; rappresenta infatti una delle soluzioni più efficaci per aumentare l’efficienza energetica dell’abitazione e ridurre i costi in bolletta.
Le pompe di calore sono particolarmente adatte a impianti a bassa temperatura (riscaldamento a pavimento con pompa di calore), che consentono loro di lavorare al massimo delle prestazioni, mantenendo un elevato coefficiente di prestazione (COP) e consumi contenuti. Un impianto fotovoltaico con pompa di calore permette infatti di sfruttare energia elettrica autoprodotta e pulita riducendo ulteriormente la dipendenza dalla rete e abbattendo le spese di riscaldamento.
Questo uso combinato consente di avvicinarsi al concetto di autonomia energetica, trasformando l’abitazione in un sistema efficiente e sostenibile, con una significativa riduzione delle emissioni di CO2.
Costi di Installazione e Manutenzione di una Pompa di Calore
Per ciò che concerne il costo di una pompa di calore, va obbligatoriamente suddiviso tra quello della macchina e quello necessario per la sua installazione, che cambia in base alla tipologia e alla potenza. Una pompa di calore, inoltre, può rappresentare l’unico generatore di calore domestico oppure essere abbinato a un altro generatore, come una caldaia.
Il prezzo complessivo dipende quindi da molti fattori, ma va ricordato che la tipologia più costosa è la pompa di calore acqua-acqua, per la quale è d’uopo la realizzazione di un pozzo. Nel complesso l’investimento iniziale risulta essere maggiore rispetto a quello per un impianto tradizionale a gas, ma la spesa viene ammortizzata nel medio periodo grazie alla possibilità di autoprodurre l’energia.
In generale, le spese per l'installazione di una pompa di calore possono variare da poche migliaia di euro per modelli base ad aria fino a oltre 15 mila euro per sistemi geotermici più complessi, mentre i costi di manutenzione generalmente oscillano tra le150 e le 250 euro, a seconda del tipo di pompa di calore, della facilità di accesso all’unità esterna e della tipologia di impianto a cui è collegata (riscaldamento o raffreddamento).
Incentivi per Pompa di Calore
Il costo di una pompa di calore può ridursi significativamente grazie al sistema di incentivi statali previsti. Ecco i principali:
- Ecobonus 2025: prevede una detrazione fiscale fino al 65% con una progressiva riduzione delle aliquote negli anni successivi. Per tutto il 2025 la detrazione è del 50% per le prime case, con una riduzione al 36% nel 2026-2027 e del 36% per le seconde case, ma dal 2026 diventerà del 30%. Il rimborso verrà ripartito in 10 rate annuali di pari importo sulle spese sostenute per un massimo di 30 mila euro. L’agevolazione è valida per il cambio di vecchi impianti di climatizzazione invernale con impianti ad alta efficienza. Entro 90 giorni dalla conclusione dei lavori, la legge prevede l’obbligo di invio sul portale dell’Enea della scheda descrittiva dell’intervento.
- Bonus ristrutturazione 2025: l'agevolazione riguarda l'installazione di una pompa di calore associata a lavori di manutenzione straordinaria o restauro e prevede detrazioni al 50% per la prima casa (al 36% dal 2026) e al 36% (al 30%.dal 2026) per la seconda casa su un totale di spese che può arrivare a un massimo di 96 mila euro. L’attivazione del bonus è subordinata alla presentazione di pagamenti tracciabili come il bonifico e alla conservazione di ricevute, fatture e documentazione tecnica.
- Conto Termico 3.0: questo sistema di incentivi promuove l’installazione di pompe di calore a gas, geotermiche ed elettriche di nuova generazione o in sostituzione di impianti sistemi a biomassa o a combustibili fossili. Il bonus consente di ricevere un rimborso diretto fino al 65% delle spese sostenute fino a un tetto massimo di 5 mila euro. Per ottenere l'agevolazione basterà presentare una domanda attraverso il portale GSE (Gestore Servizi Energetici) entro 60 giorni dal termine dei lavori.
- Superbonus 2025: prevede detrazioni per l'installazione di una pompa di calore a patto che il dispositivo vada a sostituire impianti di climatizzazione invernale sulle parti comuni degli edifici residenziali in condominio o sugli edifici unifamiliari e plurifamiliari. Originariamente al 110% l’aliquota è stata ridotta al 65% per una spesa massima di:
- 20 mila euro (moltiplicato per il numero di unità immobiliari che compongono l'edificio) per gli edifici composti fino a otto unità immobiliari;
- 15 mila euro (moltiplicato per il numero di unità immobiliari che compongono l'edificio) per gli edifici composti da più di otto unità immobiliari;
- 30 mila euro nel caso di edifici unifamiliari e plurifamiliari.
Pompa di Calore o Caldaia a Condensazione?
La scelta tra pompa di calore e caldaia a condensazione dipende da diversi fattori.
La pompa di calore utilizza l’energia termica presente nell’ambiente (aria, acqua o suolo) e offre un rendimento molto elevato a zero emissioni, ma rende al meglio in abitazioni ben isolate e in zone climatiche temperate. In caso di inverni rigidi, la sua efficienza si riduce, specie nei modelli aria-aria o aria-acqua non progettati per basse temperature.
Una valida alternativa al riscaldamento a pompa di calore è la caldaia a condensazione, che utilizza il gas come combustibile e recupera il calore latente dei fumi di scarico, garantendo un’efficienza energetica superiore alle caldaie tradizionali.
Tra i vantaggi: funzionamento costante anche con temperature molto basse, minori costi iniziali rispetto a una pompa di calore, abbattimento dei consumi e installazione più semplice rispetto a quella di una pompa di calore che non può prescindere dalla verifica della disponibilità della risorsa idrica o di spazi esterni per la realizzazione del sistema di scambio con il terreno oppure degli spazi adeguati per il posizionamento dell'unità esterna o del prelievo aria esterna.
In sintesi, la pompa di calore è la scelta ideale in ottica green e in case ben isolate, mentre la caldaia a condensazione resta una soluzione efficace, affidabile ed economica per chi vive in zone fredde o ha impianti termici tradizionali.
Tabella Comparativa: Pompe di Calore vs Caldaie a Condensazione
| Caratteristica | Pompa di Calore | Caldaia a Condensazione |
|---|---|---|
| Fonte di Energia | Energia termica da aria, acqua o suolo | Gas naturale |
| Efficienza Energetica | Molto elevata (COP elevato) | Elevata, ma inferiore alla pompa di calore |
| Emissioni | Zero emissioni dirette | Emissioni di CO2 |
| Costo Iniziale | Più elevato | Inferiore |
| Installazione | Più complessa (richiede spazio esterno) | Più semplice |
| Ideale per | Case ben isolate, zone temperate | Zone fredde, impianti tradizionali |