In un'epoca in cui il cambiamento climatico impone scelte più consapevoli, la decisione su come riscaldare la propria abitazione assume un'importanza cruciale. Le pompe di calore e le caldaie a condensazione rappresentano due delle soluzioni più diffuse, ognuna con i propri vantaggi e svantaggi. In questo articolo, analizzeremo a fondo questi due sistemi, confrontandone costi, benefici, tipologie, efficienza e incentivi, per aiutarti a fare la scelta più adatta alle tue esigenze.
Perché Installare un Impianto a Pompa di Calore?
Le pompe di calore offrono diversi vantaggi che le rendono una scelta sempre più popolare per il riscaldamento domestico:
- Sostenibilità: Una pompa di calore è utilizzata per riscaldare gli ambienti e produrre acqua calda sanitaria in maniera sostenibile perché sfrutta una fonte rinnovabile gratuita: cattura il calore presente nell’aria esterna (anche quando si è sotto zero nell'aria è sempre presente una quantità di calore sfruttabile!), nell’acqua di falda o nel sottosuolo (in questo caso con una pompa di calore geotermica) e la trasferisce mediante un ciclo frigorifero all’acqua dell’impianto di riscaldamento, a fronte di un consumo abbastanza contenuto di energia elettrica. La diminuzione delle emissioni inquinanti nell'atmosfera ha effetti benefici sulla salute di tutti noi. Le pompe di calore aiutano a migliorare la qualità dell’aria riducendo di conseguenza anche le malattie delle vie respiratorie e le allergie.
- Efficienza: 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.
- Versatilità: Le pompe di calore reversibili sono utilizzate per riscaldare e rendere calde le stanze di casa, ma non solo. Posso anche fungere alla funzione di raffrescamento estivo degli ambienti, facendo circolare acqua “refrigerata” all'interno dei circuiti degli impianti. Questo avviene, semplicemente, invertendo il ciclo di funzionamento della macchina: il calore viene catturato dall'interno dell'abitazione e trasferito all'aria esterna. Ha un grandissimo pregio che va ricordato fin da subito, e cioè che con la pompa di calore ci si riscalda in inverno, ma in estate si raffrescano gli ambienti senza dover installare anche un impianto di condizionamento.
- Classe energetica: Con un sistema di riscaldamento efficiente che introduce l’utilizzo di fonti rinnovabili sale anche la classe energetica dell’abitazione.
Svantaggi e Considerazioni Importanti
Nonostante i numerosi vantaggi, è importante considerare anche alcuni aspetti critici:
- Vincoli ambientali: Per le soluzioni con acqua di falda o superficiale deve esserci disponibilità della risorsa idrica e delle autorizzazioni per poterla utilizzare. Per le soluzioni geotermiche devono essere disponibili gli spazi esterni per il sistema di scambio termico con il terreno, e la tipologia stessa di terreno deve essere adeguata.
- Integrazione con l'impianto esistente: Inoltre, funzionando con basse temperature di mandata, i terminali dell’impianto devono essere pannelli radianti a pavimento oppure ventilconvettori, mentre i comuni radiatori non sono adatti.
- Valutazione del fabbisogno energetico: In immobili già esistenti, prima di installare macchine pompe di calore, dev'essere valutato l'esatto fabbisogno energetico e vanno verificate le condizioni già preesistenti dell'impianto elettrico. Come già indicato in alcuni casi potrebbe essere più conveniente installare un sistema ibrido.
Pompa di Calore o Sistema Ibrido: Quale Scegliere?
Un sistema ibrido rappresenta l'abbinamento di una pompa di calore a una caldaia a condensazione. Un sistema ibrido può essere previsto anche quando si voglia installare una pompa di calore in abbinamento a una caldaia già esistente che si vuole mantenere in funzione.
Per obiettivi così importanti, è fondamentale rivolgersi ad un Progettista (un ingegnere, un perito etc) che con le sue qualifiche e la sua esperienza, sappia tener conto di tutte le variabili sopra elencate per proporre la miglior soluzione.
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Come Funziona la Pompa di Calore?
Iniziamo chiarendo un concetto fondamentale, e cioè che la pompa di calore non genera calore, ma lo trasferisce. Per questa ragione non si può parlare di rendimento energetico, ma bensì di resa. Il suo principio di funzionamento è particolarmente affascinante, in quanto riesce a prelevare calore da aria, acqua o dal sottosuolo relativamente freddi, per portarlo dentro alle nostre case, riscaldandole.
L’energia elettrica utilizzata dalla pompa di calore, come spiegato precedentemente, non viene utilizzata per riscaldare l’aria o l’acqua, ma bensì per sottrarre calore da fonti esterne. L’aria, l’acqua nel sottosuolo o le fonti geotermiche sono in grado di rilasciare calore in modo totalmente gratuito. L’energia elettrica serve ad azionare la pompa di calore, per fare in modo che questa riesca a prelevarlo.
La pompa di calore aria-acqua riesce a estrarre calore dall’aria esterna alla casa, anche con temperature sotto lo zero. La pompa di calore acqua-acqua invece lavora grazie alle acque di falda, fiume, lago o mare, le quali hanno il grosso vantaggio di rimanere ad una temperatura costante anche in pieno inverno. In questo caso i lavori di installazione sono più invasivi e prevedono la trivellazione, fino a raggiungere le acque che scorrono nel sottosuolo.
Infine le pompe di calore terra-acqua, che sfruttano il calore geotermico della Terra. In questo caso si devono installare tubazioni all’esterno, a circa un metro e mezzo di profondità se piazzate in orizzontale, o fino a raggiungere anche i 50 metri se montate in verticale.
Incentivi e Agevolazioni
Seguendo alcuni accorgimenti è possibile richiederla e usufruire di una tariffa a consumo con un costo fisso, anche quando i consumi aumentano. Nei calcoli sui costi, va quindi tenuta in considerazione anche questa nuova opportunità.
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Per i non addetti al settore, può sembrare poco conveniente abbinare un impianto fotovoltaico per alimentare la pompa di calore, in quanto il sole c’è solo di giorno, quando il riscaldamento lavora di meno. In realtà oggi l’impianto fotovoltaico in se non è più conveniente, se non viene abbinato a un sistema di accumulo a batterie. In questo modo, la pompa di calore può lavorare durante la notte, utilizzando l’energia accumulata durante le ore di sole.
Se la pompa di calore permette di non pagare più la bolletta del gas, l’impianto fotovoltaico permette anche di non far lievitare la bolletta della luce. Abbinati insieme, questi due impianti permettono di riscaldare la casa quasi a costo zero.
Durata e Manutenzione
Una famiglia media che vuole dotarsi ad esempio di una pompa di calore aria-acqua, dovrà optare per una taglia di potenza intorno ai 10 kW. Considerando un risparmio medio di 600 Euro all’anno sul riscaldamento, la caldaia a pompa di calore si ripagherebbe dopo circa 8 anni.
Una pompa di calore mediamente ha una durata variabile tra i 15 e i 20 anni, molto più di una normale caldaia a gas, dopo i quali potrebbe dover essere sostituita. Se si abbinano all’impianto dei pannelli radianti, va considerato che anche la loro vita media è pari a circa 20/30 anni.
Alternative alla Caldaia a Gas
È arrivato il momento di sostituirla, ma con cosa? La caldaia a biomassa, anziché essere alimentata a gas, brucia pellet/cippato/segatura/legna a pezzi, dunque, fonti rinnovabili. Un altro impianto che si serve di una fonte rinnovabile è il solare termico e permette di produrre acqua calda a costo zero e senza impattare sull’ambiente. Il principale svantaggio è legato all’impossibilità di abbinarlo ai classici radiatori.
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La caldaia a condensazione abbinata ai radiatori rappresenta oggi il sistema più impiegato per il riscaldamento domestico e la produzione di acqua calda sanitaria. Infatti, le caldaie tradizionali utilizzano solo una parte del calore ricavabile dai fumi di combustione proprio per evitare la condensazione, la quale, potrebbe causare la corrosione delle parti del generatore.
Se invece abbiniamo la caldaia a condensazione ai ventilconvettori che richiedono una temperatura di mandata di circa 45°-55° per ottenere un ritorno di circa -5°, il vantaggio è maggiore perché siamo su temperature nettamente più basse. Per quanto riguarda gli svantaggi, la caldaia a condensazione, rispetto all’impianto tradizionale, necessita di un sistema per scaricare la condensa residua di combustione.
Per l’esattezza, questo impianto ha un coefficiente di prestazione (COP) molto elevato, di 3-4 (a seconda del livello di efficienza della macchina). Ultimo in ordine ma primo per importanza, è il vantaggio ambientale. La caldaia a condensazione viene incentivata al 50% quando appartiene alla classe energetica A ed è sprovvista di termostato evoluto e valvole termostatiche. Il Conto Termico per le pompe di calore copre fino il 65% della spesa sostenuta ed è cumulabile con altri incentivi.
Per quanto riguarda l’Ecobonus al 65%, incentiva l’intervento fino ad un tetto massimo di 30.000,00 € e purché gli ambienti siano riscaldati.
Tipologie di Pompe di Calore
Esistono diverse tipologie di pompe di calore, ognuna adatta a specifiche esigenze e contesti:
- Pompe di calore acqua-acqua: Un’unità di aspirazione esterna preleva l’acqua da un pozzo di estrazione e la invia verso una pompa di calore, quest’ultima utilizza il calore presente nell’acqua sotterranea per riscaldare l’edificio e produrre acqua calda sanitaria. Dopo aver ceduto il calore all’impianto di riscaldamento, l’acqua sotterranea, ora raffreddata, viene inviata nel terreno attraverso i pozzi di assorbimento. E’ importante sottolineare che la quantità e la qualità dell’acqua del sottosuolo deve essere monitorata continuamente. Queste pompe di calore sono ideali per abitazioni con accesso a fonti d’acqua sotterranea, come pozzi. La loro installazione richiede spazio per i pozzi di estrazione e di assorbimento, quindi sono più adatte a ville o grandi appartamenti con giardini o aree esterne adeguate.
- Pompe di calore aria-aria: Il funzionamento di una pompa di calore aria-aria è semplice e ingegnoso: attraverso il compressore l’energia termica dell’aria esterna viene utilizzata per generare flussi di aria calda per riscaldare gli ambienti della casa. Possono facilmente riscaldare o raffrescare gli ambienti utilizzando l’aria esterna, risultando una soluzione efficiente e a basso costo per spazi ridotti.
- Pompe di calore aria-acqua: La pompa di calore aria-acqua preleva l’energia termica dall’aria esterna e la utilizza per generare calore. Questo calore viene utilizzato per riscaldare l’acqua che circola nei radiatori (termosifoni o a pavimento) e per trasferire l’energia dell’aria esterna all’interno della casa. L’aria, una volta ceduto il calore, viene rilasciata all’esterno a una temperatura più bassa (o più alta), permettendo di riscaldare o raffrescare gli ambienti e produrre acqua calda sanitaria. Le pompe di calore aria-acqua sono versatili e possono essere utilizzate in appartamenti di dimensioni medie e villette
- Pompa di Calore Geotermica Terra-Acqua: Le pompe di calore geotermiche utilizzano l’energia termica stabile presente nel suolo o nelle falde acquifere sotterranee. Nel dettaglio estraggono calore dal terreno tramite un collettore verticale o orizzontale, offrendo un’elevata efficienza energetica.
COP (Coefficient of Performance)
Il COP (Coefficient of Performance) è un parametro che misura l’efficienza di una pompa di calore, e ci permette di capire quanta energia termica viene prodotta rispetto all’energia elettrica consumata. Un COP elevato significa che la pompa di calore è molto efficiente, poiché genera più calore consumando meno elettricità.
Le pompe di calore geotermiche verticali sono generalmente le più efficienti, soprattutto perché sfruttano la temperatura costante del terreno o dell’acqua di falda a profondità che variano dai 50 ai 150 metri. A differenza delle pompe aria-acqua o aria-aria, queste pompe non risentono delle variazioni stagionali, garantendo un COP più stabile e elevato anche durante l’inverno.
Durata delle Pompe di Calore
La durata media di una pompa di calore varia generalmente tra i 15 e i 20 anni, influenzata da diversi fattori, ed è comparabile a quella delle caldaie tradizionali. È importante sottolineare che una adeguata manutenzione, unita ad una pulizia dei filtri e dei controlli periodici del sistema, può allungare in modo significativo la vita dell’unità.
Fattori che Influenzano la Durata
- Dimensionamento corretto dell’impianto: Un’installazione accurata è fondamentale per garantire che la pompa di calore funzioni in condizioni ottimali fin dall’inizio.
- Isolamento termico: Anche le condizioni di esercizio hanno un impatto importante sulla durata di vita delle pompe di calore. L’utilizzo prolungato in ambienti estremi, sia caldi che freddi, può sollecitare i componenti del dispositivo, accelerandone l’ invecchiamento.
- Manutenzione: Infine, la manutenzione occupa un ruolo determinante nel prolungare la vita utile di una pompa di calore. Una manutenzione periodica, che preveda la pulizia dei filtri, il controllo del refrigerante e l’ispezione dei componenti, può evitare malfunzionamenti e garantire un funzionamento efficiente della pompa di calore.
Consumi Energetici
Una pompa di calore da 5 kW ha un assorbimento di energia che varia tra 500 Watt e 2000 Watt, ma il consumo effettivo di elettricità cambia durante il suo funzionamento. Ci sono due fasi principali da considerare, e considerando un tempo di funzionamento pari a 8 ore:
- Fase di accensione (prima ora): Nella prima ora, la pompa di calore consuma circa 2 kWh, perché sta lavorando a piena potenza per raggiungere rapidamente la temperatura di mandata.
- Fase di mantenimento (ore successive): Dopo la prima ora, la pompa consuma meno energia, circa 0,5 kWh per ogni ora successiva. Quindi, per le rimanenti 7 ore, il consumo sarà: 0,5 kWh×11 ore=5,5 kWh
Sommando il consumo della 1° ora e delle successive 11 ore, si ottiene il consumo totale: 2 kWh (prima ora)+5,5 kWh (ore successive)=7,5 kWh
Costi e Installazione
I prezzi delle pompe di calore dipendono da vari fattori fra cui la tipologia (aria-aria le più economiche, aria-acqua, geotermiche), la potenza termica, il COP e il marchio. I prezzi includono l’unità esterna e interna, i componenti principali del dispositivo e le funzioni di base per il riscaldamento/raffreddamento. Generalmente non sono inclusi i costi di installazione, di manutenzione, dell’impianto di distribuzione di calore e di eventuali costi su materiali aggiuntivi come tubi, cablaggi e raccordi.
In media, il costo di una pompa di calore di base va da 1.200 a 5.000 euro, ma esistono anche modelli più cari a seconda delle performance e delle caratteristiche. A questi costi, vanno aggiunti quelli relativi all’installazione, che possono differire in base al modello scelto e alla complessità del lavoro.
| Tipo di pompa di calore | Costo medio di installazione (€) |
|---|---|
| Pompa di calore geotermica | 3.500 - 6.000 |
| Pompa di calore aria-acqua | 1.500 - 3.500 |
| Pompa di calore aria-aria | 1.200 - 4.500 |
| Pompa di calore acqua-acqua | 2.000 - 5.000 |
Per un appartamento di 100 metri quadrati e ben coibentato, il costo di una pompa di calore aria-aria (senza considerare i parametri citati precedentemente) può partire da un costo iniziale pari a 3.000 euro, mentre per abitazioni senza un buon isolamento il prezzo può salire fino a 9.000 euro, comprensivi di interventi di miglioramento interni.
La potenza richiesta per una pompa di calore dipende da vari fattori. In generale, per un appartamento di 100 mq, la potenza necessaria può variare tra 5 kW e 11-15 kW, a seconda dell’isolamento e delle condizioni ambientali.
Rumorosità
Uno dei luoghi comuni sulle pompe di calore è che siano rumorose, poichè emettono un rumore costante che potrebbe disturbare il sonno dei residenti o addirittura dei vicini, in media sui 50 decibel. Più intenso è il lavoro della pompa, tanto più forte sarà il rumore, ed è per questo che le pompe di calore sono più rumorose in inverno, quando sono più stressate.
Le pompe di calore emettono rumori che vanno dai 30 ai 60 decibel: 30 decibel corrispondono al livello di un sussurro, mentre 60 decibel sono paragonabili a una conversazione normale. Il livello di rumorosità varia in base al modello e alla posizione in cui viene installata la pompa.
Casa senza Gas
Solo pochi anni fa sarebbe stata impensabile; oggi invece avere una casa senza gas è tecnicamente fattibile e può rappresentare una valida soluzione per molte persone. Un primo passaggio riguarda l’elettrificazione del riscaldamento, del raffreddamento e della produzione di acqua calda sanitaria. Una soluzione particolarmente efficiente è rappresentata dai sistemi a pompa di calore che sfruttano la differenza di temperatura tra la casa e l’ambiente esterno per climatizzare gli ambienti in ogni stagione dell’anno.
Per fare a meno del gas anche per cucinare si può utilizzare un piano cottura a induzione. Questo tipo di piano cottura utilizza campi magnetici per generare calore direttamente nelle pentole, garantendo maggiore efficienza e sicurezza rispetto ai piani cottura tradizionali. Inoltre, i piani cottura a induzione sono compatibili con i moderni dispositivi smart: si tratta di strumenti utili per la gestione dell'illuminazione e del riscaldamento che permettono di ottimizzare i consumi energetici, monitorandoli in tempo reale e programmando accensioni e spegnimenti automatici.
L’energia fotovoltaica è il cuore ideale di una casa completamente elettrica. I pannelli fotovoltaici convertono la luce solare in energia elettrica, abbattendo il costo delle bollette. Ne esistono varie tipologie sia pannelli fotovoltaici da balcone che da tetto e possono essere installati anche in un condominio.
Abbandonare l’utilizzo del gas nelle nostre case comporta la riduzione dei consumi energetici legati al riscaldamento domestico e dell'acqua calda sanitaria. Inoltre, l'installazione di pannelli fotovoltaici permette di autoprodurre energia elettrica, abbattendo ulteriormente i costi e rendendo la casa più indipendente dalle fonti energetiche tradizionali. In aggiunta, sono rilevanti i vantaggi in termini di sicurezza. Con una casa completamente elettrica ,eliminando il gas si azzera il rischio di fughe e incidenti domestici, garantendo un ambiente più sicuro per tutta la famiglia.
Progettazione e Ottimizzazione
La progettazione e ottimizzazione di un impianto a pompa di calore è un passaggio fondamentale per ottenere un sistema efficiente, sostenibile e duraturo. Un impianto ben progettato non solo migliora le prestazioni energetiche, ma consente anche di ridurre i costi di gestione e manutenzione nel tempo.
Una progettazione accurata e un dimensionamento su misura sono determinanti per il successo dell’impianto. Non basta scegliere una pompa di calore potente: è fondamentale che sia adeguata alle caratteristiche specifiche dell’abitazione. In un edificio ben isolato, la richiesta di potenza sarà contenuta. Al contrario, una casa con elevate dispersioni termiche richiederà un impianto più performante.
La temperatura di mandata - ovvero la temperatura dell’acqua che circola nei terminali di riscaldamento - ha un impatto diretto sull’efficienza della pompa di calore. Le pompe di calore offrono il massimo rendimento a basse temperature. Per questo motivo, è essenziale verificare la compatibilità tra i terminali esistenti e la pompa di calore.
Le pompe di calore moderne non si limitano al riscaldamento degli ambienti: sono in grado anche di produrre acqua calda sanitaria (ACS), rendendo l’impianto più completo e autonomo. In questo contesto, il puffer - un serbatoio di accumulo termico - gioca un ruolo strategico. La sua funzione è quella di immagazzinare il calore prodotto dalla pompa di calore e renderlo disponibile nei momenti di maggiore richiesta, come al mattino o alla sera.