La pompa di calore è una tecnologia sempre più utilizzata per riscaldare e raffrescare gli ambienti domestici e aziendali. Ma come funziona, quali sono i suoi vantaggi e quali gli svantaggi?
Come Funziona una Pompa di Calore
La pompa di calore è un dispositivo che sfrutta l'energia termica presente nell'ambiente (aria, acqua o terra) per riscaldare o raffrescare un ambiente. Funziona in modo simile a un frigorifero, ma al contrario. In inverno, estrae calore dall'aria esterna (anche a basse temperature) e lo trasferisce negli ambienti interni.
Il funzionamento della pompa di calore si basa su un ciclo termodinamico creato grazie all’utilizzo di un fluido refrigerante. Il fluido, tramite una serie di passaggi in cui cambia stato (da gas a liquido e viceversa), riesce ad assorbire calore da una fonte esterna e a trasferirlo nell'ambiente interno, o viceversa. Questo processo avviene grazie alla presenza di un compressore, un espansore e uno scambiatore di calore.
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.
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.
Leggi anche: Vantaggi Caldaie a Pompa di Calore
Le pompe di calore reversibili sono utilizzate per riscaldare e rendere calde le stanze di casa, ma non solo. Possono 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.
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. 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. Il funzionamento è analogo a quello del frigorifero che toglie il calore dagli alimenti e lo disperde nell’ambiente attraverso la serpentina.
Vantaggi delle Pompe di Calore
I vantaggi di avere una pompa di calore sono numerosi. Innanzi tutto tali strumenti garantiscono grande efficienza energetica: la pompa di calore è infatti uno dei sistemi più efficienti per riscaldare e raffrescare gli ambienti, potendo produrre fino a 4-5 kWh di calore per ogni kWh di elettricità consumato. Questo la rende una scelta economica a lungo termine e ecologica.
Il rispetto per l’ambiente è un altro pro: essendo una tecnologia che sfrutta fonti di energia rinnovabile (aria, acqua, terra), la pompa di calore riduce significativamente le emissioni di CO2 rispetto ai sistemi tradizionali che utilizzano combustibili fossili come il gas. 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.
La versatilità è un altro punto forte di tali sistemi: la pompa di calore non solo riscalda, ma può anche raffrescare gli ambienti nei mesi estivi. Questo la rende un sistema ideale per avere comfort tutto l’anno.
Leggi anche: Quale pompa di calore scegliere: compressione o assorbimento?
Per l’acquisto inoltre, in molti Paesi tra cui l’Italia, sono previsti incentivi statali e sgravi fiscali: questo permette di abbattere i costi iniziali di acquisto e di installazione.
Con un sistema di riscaldamento efficiente che introduce l’utilizzo di fonti rinnovabili sale anche la classe energetica dell’abitazione.
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.
Un’opportunità molto interessante soprattutto per i nuovi edifici, sempre più spesso 100% elettrici. Inoltre, questo abbinamento comporta chiari vantaggi economici, in quanto si abbatte il costo dell’acquisto dell’energia per il funzionamento dell’impianto di climatizzazione.
Svantaggi e Compromessi
Abbiamo parlato di costi di acquisto e di installazione: il costo iniziale elevato è il primo ostacolo che potrebbe far desistere qualcuno dall’acquisto di tale sistema termoregolatore. Una pompa di calore costa di più rispetto ai sistemi di riscaldamento tradizionali. Tuttavia, questo costo viene ammortizzato nel tempo grazie ai risparmi energetici.
Leggi anche: Guida all'Acquisto Caldaia a Pompa di Calore
Un altro fattore da tenere a mente è l’efficacia ridotta a basse temperature: le pompe di calore aria-aria e aria-acqua possono essere meno efficienti in zone con inverni particolarmente rigidi. In questi casi potrebbe essere necessario integrare il sistema con una fonte di calore supplementare, come una caldaia a gas.
Le pompe di calore, inoltre, sono ingombranti: per installarle ci vuole spazio. In base al modello, la pompa di calore può richiedere un’area esterna per l’installazione dell’unità esterna (nel caso delle pompe di calore aria-aria) o l’accesso a un sistema geotermico (per le pompe di calore geotermiche).
L’ultimo compromesso è il possibile rumore: alcuni modelli di pompe di calore possono emettere suoni, specialmente nelle unità esterne, che potrebbero risultare fastidiosi in ambienti molto silenziosi. È importante dunque valutare bene e scegliere un modello con bassi livelli di rumorosità.
- 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.
- 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.
- 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.
Tendenzialmente si pensa che le pompe di calore possano essere installate soltanto in edifici nuovi, in virtù delle caratteristiche energetiche delle nuove abitazioni, che le rendono meno energivore. 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.
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.
Pompa di calore o sistema ibrido: quale scegliere?
Per compiere la scelta più idonea e accurata della macchina da comprare ed installare, è indispensabile calcolare il corretto dimensionamento della pompa di calore. In un'abitazione, l'installazione di una specifica pompa di calore con una determinata taglia di potenza, potrebbe risultare idonea mentre la stessa macchina, per un'altra abitazione, potrebbe risultare sottodimensionata se non addirittura sovradimensionata. Per cosa verrà utilizzato l’impianto? Quali sono i terminali utilizzati nell’impianto di riscaldamento ?
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.
Trend di Mercato e Sostenibilità
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.
Fino a non molti anni fa la diffusione dei sistemi di riscaldamento a pompa di calore non è stata molto ampia: il motivo è da ricercare in parte nella conoscenza limitata di questa tecnologia, soprattutto se confrontata a quella relativa alle più tradizionali caldaie a gas. In aggiunta, i costi da sostenere per l’installazione sono maggiori rispetto a quelli per altri impianti per il riscaldamento.
Cultura, cambiamento climatico e sostegno degli incentivi fiscali hanno però avviato un grande cambiamento: le pompe di calore permettono infatti un risparmio anche del 40% delle spese in bolletta e grazie in particolare al Superbonus, che ne ha ridotto in maniera notevole l’impatto del costo di acquisto e installazione, negli anni scorsi c’è stato un vero boom.
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.
Nel 2022, durante la crisi energetica, i prezzi del gas in temporaneo rialzo hanno portato a vendite record di pompe di calore, a conferma del ruolo che un’elettricità economicamente accessibile potrebbe avere nel lungo termine. Tuttavia nel 2024 le vendite di pompe di calore sono calate del 47% rispetto allo stesso periodo dell’anno precedente, il che conferma le sfide imposte dai costi energetici.
Nonostante il calo delle installazioni di pompe di calore nel 2024, la tecnologia continua a offrire un contributo significativo alla riduzione delle emissioni di gas e CO₂ in Europa. Secondo i dati della European Heat Pump Association (EHPA), i 24 milioni di pompe di calore attualmente installate evitano ogni anno l’utilizzo di 5,5 miliardi di metri cubi di gas, una quantità pari al 1,6% del consumo annuo complessivo dell’Unione Europea.
Con l’obiettivo di 60 milioni di pompe di calore installate entro il 2030, il potenziale di riduzione aumenterebbe a 112 megatonnellate di CO₂ e 13,7 miliardi di metri cubi di gas risparmiati ogni anno. Tuttavia, la contrazione delle vendite di quasi il 50% nella prima metà del 2024, dovuta a politiche nazionali variabili e al ribasso più lento dei costi dell’elettricità rispetto a quelli del gas, mette a rischio questi traguardi.
Di pompe di calore e del loro ruolo a sostegno della transizione energetica si è di recente parlato nella Digital Round Table “Pompe di calore: istruzioni per l’uso. Claudio Zilio, presidente AiCARR e Professore di Fisica tecnica UniPD ha spiegato perché è importante utilizzare le pompe di calore per riscaldamento e raffrescamento: “Prima di tutto per ottenere calore utilizziamo energia prevalentemente - se non totalmente - elettrica, proveniente dalle rinnovabili o ottenuto con una bassa emissione di anidride carbonica“.
Maurizio Marchesini, Amministratore Delegato Rhoss oltre che presidente Assoclima, ha sottolineato che negli ultimi 20 anni c’è stata un’evoluzione pazzesca delle pompe di calore che sempre di più sostituiscono la caldaia tradizionale come generatore di caldo oltre che di fresco.
Tutti concordi nel dire che le pompe di calore sono coerenti con la Direttiva Case Green che punta molto sull’elettrificazione e, tra le altre cose, impone il blocco incentivi per le caldaie a condensazione. Ma Marchesini ha evidenziato che nella Legge di Bilancio questo aspetto non è chiaro: forse si prevede un 50% di detrazione anche per le caldaie. “Se fosse così sarebbe un paradosso. Per aumentare la penetrazione delle pompe di calore l’investimento deve essere percepito come maggiormente conveniente, soprattutto dalle famiglie meno abbienti, è quindi necessario che il ritorno sull’investimento sia rapido e che l’elettricità arrivi a costare meno del gas. Questo è uno dei nodi centrali, almeno nel nostro paese: il prezzo dell’energia è ancora troppo alto rispetto a quello del gas.
Il mercato industriale europeo è florido e quello italiano è tra i più sviluppati, come ha ricordato Marchesini: Italia, Francia e Germania sono le Nazioni con il sistema industriale più competitivo e radicato: “Su 250 aziende attive nell’UE, 50 hanno sede in Italia. Il numero maggiore a livello europeo di produttori di pompe di calore è in Italia“.
Al tema e alle strategie per il sostegno del settore delle pompe di calore sarà dedicato l’evento Heat Pump Technologies (HPT 2025), in programma il 2 e 3 aprile 2025 presso Allianz MiCo Milano.
Incentivi e Detrazioni Fiscali
La Legge di Bilancio 2025, recentemente bollinata alla Camera, limita i bonus edilizi. Quali sono gli incentivi che, secondo lei, potrebbero realmente supportare il settore delle pompe di calore? “E’ indubbio che i bonus edilizi hanno fatto da traino per questo mercato. Il mantenimento del meccanismo, anche se con aliquota più basse, per le prime case potrebbe essere un primo passo importante. Vi è poi da ricordare che è in arrivo nel 2025 il conto termico 3.0 che incentiva interventi di efficienza energetica e produzione di energia termica da fonti rinnovabili, aprendo le porte anche a CER e autoconsumo collettivo, impianti FTV con accumulo e colonnine di ricarica e impianti di piccole dimensioni ad alto rendimento.
Secondo alcuni operatori del settore PdC, se l’accesso a tale incentivo fosse reso più snello, il Conto Termico 3.0 potrebbe essere sfruttato maggiormente a favore di tali tecnologie rispetto al precedente 2.0 e, anche se ovviamente solo in parte, potrebbe compensare la revisione dei bonus edilizi.
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%.
Sfide e Strategie Future
In Italia dovremmo installare 28 milioni di pompe di calore entro il 2040, un target piuttosto ambizioso. Quali strategie suggerirebbe per raggiungerlo? In assenza di un ambizioso “piano casa” per intervenire progressivamente ma con decisione sul patrimonio edilizio italiano è difficile immaginare una tale volume di mercato, anche su un orizzonte così ampio.
Il passaggio dal gas all’elettrico nel residenziale è una sfida importante, prima di tutto culturale ma anche economica: bisognerebbe per esempio garantire tariffe energetiche accessibili a tutti (in particolare a famiglie a basso reddito). “Gli incentivi erogati sotto forma di detrazione fiscale non abbattono la barriera dell’investimento iniziale per famiglie fiscalmente incapienti e/o a basso reddito. E’ necessario intervenire con strumenti di supporto in conto capitale (sconti in fattura o prestiti super agevolati).
In termini di risparmio economico e ambientale, cosa possono garantire concretamente le pompe di calore alle famiglie italiane rispetto ai sistemi tradizionali? Il costo iniziale delle pompe di calore e i tempi di ritorno dell’investimento sono spesso barriere rilevanti per molte famiglie. Quali strategie possono rendere più vantaggioso l’investimento, sia a breve che a lungo termine? “Il costo iniziale è estremamente variabile in base alle diverse condizioni ed esigenze dell’utente finale, ad ogni modo nel settore residenziale i tempi di ritorno si attestano sui 7-9 anni circa.
Quale ruolo possono svolgere le pompe di calore nella decarbonizzazione del settore residenziale italiano e nel raggiungimento degli obiettivi della direttiva europea sulle case green? “Sì, il PNIEC 2024 fissa degli obiettivi specifici per la produzione di calore tramite pompe di calore. In particolare, si passa da un 5,9% dei consumi finali lordi di calore prodotti tramite pompe di calore al 2022 ad un 10,6% atteso nel 2030.
Tipologie di Pompe di Calore
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.
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.
Le pompe 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.
Il riscaldamento con pompa di calore geotermica, invece, 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.
Meno comuni delle altre tipologie, le pompe di calore ad assorbimento, che sfruttano una sorgente termica a bassa temperatura e una ad alta temperatura, non utilizzano un compressore meccanico.