Le pompe di calore sono tra le soluzioni più efficienti e sostenibili per il riscaldamento e il raffrescamento degli ambienti. Tuttavia, non tutte funzionano allo stesso modo. In questo articolo analizzeremo le principali differenze tra le pompe di calore aria-acqua e aria-aria, così che tu possa fare la scelta giusta.
Principio di Funzionamento delle Pompe di Calore
L’elemento base del funzionamento delle Pompe di Calore (PdC) è il trasferimento di calore (energia termica) tra due ambienti a temperatura diversa, in particolare, in regime invernale, sottraendolo dall’ambiente a temperatura più fredda (ambiente esterno, sorgente fredda) e immettendolo in quello a temperatura più calda (ambiente interno, sorgente calda). Questo meccanismo necessita di un apporto di lavoro esterno generato da opportune macchine, le PdC, alimentate da diverse fonti energetiche (elettricità, gas, ecc). Per compiere questa trasformazione, all’interno della PdC deve scorrere un fluido refrigerante sottoposto a continui cambiamenti di fase (liquida/gassosa).
Pompa di Calore Aria-Aria
Le pompe di calore aria-aria sono dispositivi che consentono di riscaldare o raffreddare gli ambienti sfruttando l'energia termica presente nell'aria esterna. Entrambe sfruttano lo stesso principio: estraggono calore dall’aria esterna e lo trasferiscono all’interno. A differenza delle pompe di calore aria-acqua, che trasferiscono il calore all'acqua di un impianto, le pompe aria-aria scambiano direttamente calore con l'aria interna ed esterna. Le pompe di calore aria-aria sono le più simili ai tradizionali climatizzatori.
Funzionano in questo modo: la pompa di calore estrae il calore dall'aria esterna, anche quando le temperature sono basse e lo trasferisce all'interno dell'abitazione. In modalità raffrescamento, il processo avviene al contrario: il calore viene estratto dagli ambienti interni e rilasciato all'esterno.
Vantaggi:
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- Efficienza energetica, in quanto consuma meno energia elettrica.
- Versatilità, dato che può essere utilizzata sia per riscaldare che per raffreddare.
- Facilità di installazione.
Svantaggi:
- La resa cambia a seconda della temperatura esterna (la sua efficienza diminuisce con il diminuire della temperatura esterna).
- La potenza potrebbe essere inferiore rispetto alle pompe di calore aria-acqua.
Le pompe di calore aria-aria sono ideali per appartamenti e case singole di dimensioni medio-piccole in climi temperati.
Pompa di Calore Aria-Acqua
Le pompe di calore aria-acqua sono una tecnologia sempre più diffusa nel settore del riscaldamento e del raffrescamento degli ambienti. Sono sistemi innovativi e sostenibili che sfruttano l'energia presente nell'aria esterna, anche nelle stagioni più fredde, per riscaldare l'acqua di un impianto e, di conseguenza, gli ambienti domestici. Nelle pompe di calore aria-acqua il funzionamento è simile a quello di un frigorifero ma al contrario: invece di estrarre calore dall'interno per raffreddarlo, preleva calore dall'aria esterna, anche a basse temperature e lo trasferisce all'acqua di un circuito interno, aumentandone la temperatura. Quest'acqua calda viene poi distribuita ai radiatori o al pavimento radiante per riscaldare gli ambienti.
Puoi collegare una pompa di calore aria-acqua ai termosifoni sfruttando l'impianto esistente ed evitando così lavori invasivi e costi aggiuntivi. Considera soltanto che va fatta una valutazione sulla distribuzione del calore ed eventualmente, solo in rari casi, sostituire i termosifoni con modelli che lavorano anche a bassa temperatura e / o usare modelli più grandi in termini di dimensioni.
Pompa di Calore Acqua-Acqua
Le pompe di calore acqua-acqua, a differenza delle loro "cugine" aria-aria, sfruttano l'energia termica presente nelle acque sotterranee o in altre fonti d'acqua come laghi o fiumi. Questo sistema prevede l'installazione di una sonda geotermica nel terreno o di un collettore idraulico in acqua.
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Il principio di funzionamento delle pompe di calore ad acqua è simile a quello delle pompe di calore aria-aria: un fluido termovettore circola all'interno di un circuito chiuso, prelevando calore dalla sorgente (acqua) a bassa temperatura e rilasciandolo all'interno dell'abitazione a una temperatura più elevata. In modalità raffrescamento, il processo avviene al contrario.
Differenze Chiave
Sicuramente è fondamentale valutare l'elemento utilizzato dalla macchina sia per prelevare l’energia termica dall'esterno che per trasferirla all’interno delle nostre abitazioni. In entrambi i casi trattati, la macchina assorbe l’energia dall’aria esterna. Le pompe di calore aria aria sono generatori detti ad espansione diretta, dove il gas refrigerante proviene dalla macchina esterna detta motocondensante. Questo perché, le pompe di calore aria-acqua sono meno sensibili alle basse temperature rispetto ai sistemi aria-aria e quindi sono più efficienti.
Le pompe di calore aria-aria richiedono tubazioni per gas refrigerante tra le unità, il che può essere più complesso in quanto richiede la stesura delle tubazioni all’interno dell’abitazione e l’installazione di terminali interni dedicati.
Un'altra svantaggio del sistema aria - acqua abbinato all'impianto radiante è l'invasività dell'opera. Come ti dicevo, i sistemi aria-aria non sono in grado di produrre acqua calda sanitaria ACS. Questo significa che, se vorrai goderti una doccia calda, dovrai installarti un secondo generatore per produrre l'ACS.
Infine, l'ultimo vantaggio dell'impianto ad acqua è la possibilità di realizzare un sistema ibrido costituito da una caldaia e una pompa di calore. Tale sistema alterna l'uso dei generatori in base alla convenienza. Qualora le temperature esterne fossero rigide, il sistema genererà calore tramite la caldaia.
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Efficienza Energetica: COP e EER
L'efficienza delle pompe di calore viene valutata attraverso i parametri EER (per il raffrescamento) e COP (per il riscaldamento), ricavati dal rapporto tra la potenza generata dalla pompa di calore e la potenza consumata dalla stessa. Pertanto, le schede tecniche riportano più valori di COP (o EER) in funzione delle diverse temperature dell'aria esterna e di mandata.
Ma cosa significa avere un COP pari, ad esempio, a 2? Significa che per ogni kWh consumato la pompa di calore è in grado di produrre 2 kWh di energia termica. Un discorso analogo vale in regime estivo, in cui però il livello di prestazione è definito dall’indice EER (Energy Efficiency Ratio - rapporto di efficienza energetica), definito dal rapporto tra l’energia sottratta all’ambiente da raffrescare e l’energia consumata, anch’esso maggiore di 1.
Fattori da Considerare nella Scelta
Scegliere la pompa di calore più adatta alle proprie esigenze richiede una valutazione attenta di diversi fattori. La decisione tra pompe di calore aria-aria e aria-acqua dipende da diversi fattori, tra cui il clima, la struttura e l’isolamento dell'edificio, le esigenze di comfort, le normative locali e la necessità di manutenzione periodica.
Ecco alcuni aspetti da considerare:
- Clima: In linea di massima, per località con clima mite e privo di grandi sbalzi di temperatura si ricorre all’installazione di PdC aria - aria.
- Isolamento Termico: Il dimensionamento della PdC dipende inoltre dal livello di isolamento termico dell’edificio.
- Esigenze: Vuoi una soluzione semplice per un appartamento piccolo o da usare come integrazione? Cerchi un sistema unico per riscaldamento, raffrescamento e acqua calda? Hai un impianto a pavimento o stai facendo una ristrutturazione importante?
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Tabella Comparativa
| Caratteristica | Pompa di Calore Aria-Aria | Pompa di Calore Aria-Acqua |
|---|---|---|
| Installazione | Più semplice ed economica | Leggermente più complessa e costosa |
| Efficienza a basse temperature | Meno efficiente | Più efficiente |
| Produzione ACS | Necessita di sistema aggiuntivo | Può produrre ACS |
| Invasività dell'opera | Minore | Maggiore (con impianto radiante) |
| Costo | Inferiore | Superiore |