Le pompe di calore sono diventate una soluzione sempre più diffusa per il comfort domestico grazie alla loro efficienza energetica e alla sostenibilità. Ma conviene davvero installare una pompa di calore per il riscaldamento? Questo articolo esplora il funzionamento e i vantaggi di una specifica tipologia: le caldaie a pompa di calore aria-acqua.
Cos'è una Pompa di Calore?
Prima di analizzare le caratteristiche di una pompa di calore aria-acqua, è necessario dare prima una definizione di pompa di calore. La pompa di calore è una macchina capace di trasferire energia da un ambiente a temperatura più bassa ad un altro a temperatura più elevata. Senza voler essere troppo tecnici, è possibile spiegare il suo funzionamento molto semplicemente: si tratta di una macchina capace di estrarre e trasferire energia termica servendosi di diverse forme di energia.
Le pompe di calore sono disponibili in 3 tipologie:
- pompe di calore acqua-acqua;
- pompe di calore geotermiche;
- pompe di calore ad aria.
Le pompe di calore ad aria, a loro volta, si suddividono in: pompe di calore aria-aria e pompe di calore aria-acqua.
Pompa di Calore Aria-Acqua: Cos'è?
La pompa di calore aria-acqua è un'apparecchiatura elettrica che trasferisce il calore tratto dall’aria verso un sistema ad acqua. La pompa di calore aria-acqua è un generatore di calore che genera energia termica sfruttando l’aria esterna all’edificio. Questo sistema consente di generare calore per il riscaldamento durante l’inverno e di raffrescare gli ambienti durante l’estate. Si tratta di un’alternativa ecologica agli impianti di riscaldamento tradizionali poiché utilizzano energie rinnovabili prelevando il calore già presente in natura.
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A differenza, infatti, della pompa di calore aria-aria, le pompa di calore aria-acqua mantiene buone prestazioni anche in condizioni di bassa temperatura esterna. La pompa di calore aria-acqua comporta gli stessi vantaggi della pompa di calore aria-aria, a cui si aggiunge la possibilità di produrre acqua calda sanitaria.
Come Funziona una Pompa di Calore Aria-Acqua
Il funzionamento di una poma di calore aria-acqua è analogo a quello dei sistemi aria-aria, con la sola importante differenza che il calore è trasferito all’acqua dell’impianto di riscaldamento. Si tratta di un punto chiave in quanto è ciò che permette a questi sistemi di funzionare anche con i radiatori o con il riscaldamento a pavimento. Questi impianti, infatti, hanno bisogno di acqua calda per funzionare e le pompe di calore aria-acqua sono appunto progettate per produrla e per essere compatibili con queste tipologie di impianti.
Il funzionamento di una pompa di calore aria-acqua per quanto riguarda il raffrescamento si basa su 4 fasi principali:
- Attraverso un’unità esterna all’edificio, viene prelevato il calore contenuto nell’aria e mediante uno scambiatore di calore viene assorbito da un fluido termovettore in grado di vaporizzare anche a basse temperature;
- Il vapore generato viene compresso ulteriormente mediante un compressore, aumentando così la sua temperatura. L’energia elettrica alimenta il compressore e gli altri componenti del sistema;
- Nel condensatore il fluido torna allo stato liquido, cedendo il calore che aveva finora raccolto al circuito dell’acqua, che entrerà nell’impianto idrico per essere usata come acqua calda sanitaria e/o per il riscaldamento.
- Il fluido, grazie alla valvola di espansione, viene raffreddato, per poter riprendere il ciclo.
Il ciclo si ripete continuamente fino a quando la pompa di calore rimane in funzione.
Per quanto riguarda il riscaldamento, invece, la pompa di calore aria-acqua, utilizza gli stessi processi del raffrescamento. Ma in questo caso, la pompa di calore estrae energia termica dall’ambiente esterno attraverso il refrigerante che a sua volta, nel condensare, la trasferisce al sistema di riscaldamento e/o produzione di acqua calda sanitaria.
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Schema Impianto Pompa di Calore Aria-Acqua
Di seguito uno schema di come funziona una pompa di calore aria-acqua.
Quali sono i Vantaggi di una Pompa di Calore Aria-Acqua?
I vantaggi derivanti dall’utilizzo di una pompa di calore aria-acqua sono molteplici:
- Versatilità: le pompe di calore aria-acqua sono molto versatili e possono essere utilizzate sia per il riscaldamento che per il raffreddamento di edifici di varie dimensioni;
- Risparmio energetico: le pompe di calore aria-acqua sfruttano principalmente energia termica per il loro funzionamento, per cui il consumo di energia elettrica è solo parziale. L’efficienza energetica di una pompa di calore dipende da vari fattori, tra cui il coefficiente di prestazione (COP) e la classe energetica di appartenenza dell’apparecchio e le caratteristiche dell’abitazione (tipologia di riscaldamento, coibentazione, esposizione ecc.);
- Rispetto dell’ambiente: le pompe di calore aria-acqua sono una soluzione sostenibile e attenta all’ambiente, dal momento che il loro funzionamento si fonda sul trasferimento del calore da una sorgente di energia pulita e rinnovabile, ossia l’aria esterna. In questo modo è possibile ridurre al minimo l’impatto ambientale;
- Compatibilità: La pompa di calore aria-acqua è compatibile con i tradizionali termosifoni, in quanto può essere collegata all’impianto termico di riscaldamento.
- Incentivi: le pompe di calore aria-acqua possono beneficiare degli incentivi.
Le pompe di calore aria-acqua presentano alcuni svantaggi da considerare prima di procedere all’acquisto. Tra questi, il costo iniziale e quello dell’installazione sono sicuramente rilevanti. Tuttavia, è importante tenere presente che tali costi possono essere ammortizzati nel breve periodo grazie al risparmio energetico che queste pompe offrono.
Un’altra limitazione delle pompe di calore aria-acqua è la loro minore efficienza in condizioni climatiche estreme, che potrebbero richiedere l’ausilio di sistemi di riscaldamento di backup. Tuttavia, in Italia, grazie al clima prevalentemente mite, questo problema è meno significativo.
Infine, la manutenzione regolare delle pompe di calore aria-acqua può comportare costi aggiuntivi. È importante notare, tuttavia, che una manutenzione regolare è essenziale per garantire il corretto funzionamento e la durata di qualsiasi sistema.
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Pompe di Calore e Incentivi Fiscali
Le agevolazioni fiscali che riguardano le pompe di calore sono:
- Ecobonus;
- Bonus ristrutturazione;
- Superbonus;
- Conto termico.
Per valutare l’efficienza effettiva di una pompa di calore aria-acqua, oltre al COP (che è puramente indicativo) va considerato l’indice SCOP (coefficiente di prestazione stagionale) che valuta il funzionamento in base a diverse temperature dell’aria esterna ed indica il rapporto tra il fabbisogno annuo e il consumo elettrico annuo dedicato al riscaldamento.
L’indice SCOP può essere misurato solo dopo l’installazione, ma può anche essere stimato da un progettista, utilizzando un software termotecnico in cui si mettono in correlazione i dati di progetto dell’abitazione, le condizioni climatiche della località di installazione e le prestazioni della pompa di calore alle diverse condizioni di esercizio.
La tradizionale caldaia utilizza gas metano per riscaldare la casa, il gas è un combustibile fossile quindi inquinante e soggetto a esaurimento. Le pompe di calore aria-acqua, invece, non sono alimentate da alcun combustibile fossile, quindi azzerano le emissioni di sostanze inquinanti dell’impianto di riscaldamento domestico. Per completezza occorre dire che l’energia elettrica assorbita dalla pompa di calore viene prodotta, in una certa percentuale dipendente dal mix energetico nazionale, con combustibili fossili.