La pompa di calore è sempre più popolare come soluzione per il riscaldamento della casa. Le diverse tipologie disponibili, come le pompe di calore aria-acqua e le pompe di calore acqua-acqua, consentono di trovare sempre la soluzione in base alla propria abitazione e alle esigenze di installazione, oltre a offrire diversi vantaggi specifici.
Perché Installare un Impianto a Pompa 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.
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.
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.
Con un sistema di riscaldamento efficiente che introduce l’utilizzo di fonti rinnovabili sale anche la classe energetica dell’abitazione.
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Efficienza e Dimensionamento
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.
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.
Tipologie di Pompe di Calore
Esistono diverse tipologie di pompe di calore, ma il loro funzionamento si basa sui medesimi principi. In un circuito chiuso, all'interno della pompa di calore, circola un fluido refrigerante che passa in modo ciclico dallo stato liquido a quello gassoso e viceversa assorbendo calore dall'ambiente: durante questi continui cicli, la temperatura e la pressione all'interno dell'evaporatore, variano continuamente.
Il calore per il corretto funzionamento della pompa, è prelevato dall'ambiente in particolare dall'aria dall'acqua e dal terreno: in inverno saremo quindi in grado di riscaldare l'abitazione, grazie all'energia termica proveniente dai principali elementi che compongono la natura e inviarla all'interno dell'abitazione per riscaldarci. Vista la possibilità della pompa di calore di invertire il ciclo e del suo funzionamento, in estate saremo in grado di raffrescare la casa secondo il principio che regola il funzionamento del classico frigorifero (ciclo frigorifero).
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.
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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.
Vantaggi delle Pompe di Calore
Indipendentemente dalla loro fonte energetica, aria, terra o acqua, le pompe di calore offrono tantissimi vantaggi che le rendono superiori alla maggior parte delle tecnologie di riscaldamento:
- Ecologia: Le emissioni di CO2 di una pompa di calore sono inferiori di circa il 90% rispetto a quelle emesse da un sistema di riscaldamento a gas o a gasolio. Inoltre, non ci sono emissioni di particolato, come invece accade per tutti i tipi di sistemi di riscaldamento che producono calore attraverso la combustione (gas, gasolio, pellet, legna).
- Risparmio: Sebbene il prezzo di acquisto di una pompa di calore sia più elevato rispetto ai sistemi di riscaldamento tradizionali a gas, il loro costo operativo può essere estremamente basso. L'energia primaria utilizzata dalla pompa di calore (calore dell'aria, del suolo o dell'acqua) è disponibile in quantità illimitata e gratuita, e se dimensionata e installata correttamente i costi di esercizio sono estremamente competitivi.
- Efficienza: La pompa di calore è straordinariamente efficiente dal punto di vista energetico: converte l'energia elettrica utilizzata in una quantità di energia termica fino a 5 volte superiore.
- Manutenzione: Le pompe di calore richiedono una manutenzione relativamente limitata. Questo vale non solo per la pompa di calore stessa, ma anche per tutti gli altri interventi di manutenzione regolari e obbligatori. Inoltre, a differenza dei sistemi di riscaldamento a combustione (gas, olio combustibile, pellet, legna) una pompa di calore non genera temperature particolarmente elevate e dannose per i materiali.
- Affidabilità: Essendo una tecnologia ormai matura, le pompe di calore sono affidabili e grazie a questo forniscono ininterrottamente riscaldamento e acqua calda per la casa.
- Investimento sicuro: Un edificio riscaldato con una pompa di calore aumenta quindi il suo valore, poiché la sua installazione significa avere il sistema di riscaldamento più moderno e al passo con le normative ambientali e di risparmio energetico più severe.
- Flessibilità: Le diverse soluzioni in pompa di calore disponibili rendono questa tecnologia molto flessibile e adattabile a diverse soluzioni di installazione, in basa a posizione, tipologia di edificio, temperature di mandata richieste e combinazioni con altre tecnologie moderne ed ecologiche (come il fotovoltaico e il solare termico).
Vantaggi della Pompa di Calore Aria-Acqua
La pompa di calore aria-acqua è la tipologia più diffusa di pompa di calore grazie a costo di acquisto e installazione relativamente basso rispetto alle altre opzioni, alla semplicità di installazione e per la sua flessibilità in termini di spazio necessario.
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A seconda della situazione, è possibile scegliere un'unità completamente interna o esterna, oppure optare per un sistema caratterizzato da motore esterno e unità split interne. Le pompe di calore aria/acqua forniscono un riscaldamento ottimale in qualsiasi momento, tramite impianto a pavimento o attraverso radiatori, anche con temperature esterne sotto zero, fino a -20°C.
La pompa di calore aria-acqua è in grado di funzionare in modo reversibile e può essere usata anche per raffrescare gli ambienti in estate.
Pompa di Calore vs Riscaldamento a Gas
Confrontare il tradizionale riscaldamento con caldaia a gas con un sistema con pompa di calore è senza dubbio interessante. Come prima cosa è naturale affrontare il tema ambientale: il riscaldamento a gas brucia un combustile fossile, mentre le pompe di calore sfruttano energia rinnovabile e pulita, come aria, acqua e terra, oltre all'energia elettrica. In questo modo non sono prodotte emissioni CO2 e nessun particolato.
Le pompe di calore inoltre, se installate correttamente, possono avere efficienze elevate che rendono conveniente l’utilizzo del vettore elettrico per riscaldare e produrre acqua calda sanitaria. Sia il prezzo della corrente sia del gas oscillano durante l’anno (e di anno in anno) ma per dare un riferimento ad oggi utilizzare una pompa di calore conviene se il suo COP è intorno a 2,5.
Svantaggi delle Pompe di Calore
È importante considerare lo spazio installativo necessario per installare una pompa di calore, in genere maggiore rispetto a quello richiesto da una caldaia a gas, soprattutto se abbinata a un sistema di accumulo per la produzione di acqua calda sanitaria.
L'abbinamento dell'impianto di riscaldamente a un impianto fotovoltaico può invece superare ogni problematica relativa all'oscillazione dei prezzi dell'energia elettrica: producento in autonomia l'energia, infatti, sarà possibile il proprio fabbisogno.
Svantaggi Pompa di Calore Aria-Acqua
La temperatura esterna ha un'influenza diretta sull'efficienza di una pompa di calore aria-acqua: quando la temperatura dell'aria si abbassa, è necessaria più energia elettrica per ottenere il livello di riscaldamento desiderato rispetto alle stagioni più calde. Questo aspetto è tuttavia mitigato dalla elevata efficienza operativa delle pompe di calore Vaillant, nonchè dalla loro efficienza energetica, come avviene per esempio con la pompa di calore aroTHERM plus di classe A+++.
Svantaggi Pompa di Calore Acqua Salina-Acqua
Per sfruttare il calore del terreno con una pompa di calore acqua salina/acqua, è necessaria una trivellazione profonda per installare la sonda, e si tratta di una operazione costosa.
Svantaggi Pompa di Calore Acqua-Acqua
La costruzione dei due pozzi necessari (uno di aspirazione e uno di assorbimento) è spesso piuttosto complessa e costosa. Inoltre, la quantità e la qualità dell’acqua del sottosuolo deve essere controllata.
Considerazioni Importanti
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. Chiaramente è consigliabile investire in questa direzione e installare una pompa di calore in combinazione con una serie di altri interventi sull’edificio. Se l’involucro non è isolato, gli infissi non sono performanti e l’impianto di distribuzione è vecchio e inefficiente, si rischia di vanificare l’investimento.
La scelta tra le pompe di calore presentate prima dipende da diversi fattori. Innanzitutto vanno considerate la dimensione dell’ambiente da riscaldare/raffrescare e la tipologia di impianto esistente.
Va poi detto che i costi non sono gli stessi per tutte le pompe di calore viste e il budget a disposizione influenza sicuramente la scelta. Ad esempio, quelle geotermiche assicurano la massima efficienza, ma allo stesso tempo richiedono costi di acquisto e installazione maggiori rispetto alle altre, in quanto le opere di perforazione del terreno e di disposizione delle sonde incidono molto sul prezzo.
La pompa di calore aria aria, invece, ha costi decisamente inferiori, anche rispetto a quella ad acqua. Inoltre, è bene valutare l’impianto di distribuzione a cui si vuole abbinare la pompa di calore. Nel caso non si vogliano sostituire i radiatori esistenti, ad esempio, è bene valutare specifiche soluzioni tecnologiche, quali le pompe di calore ad alta temperatura, che possono portare l’acqua a temperature maggiori, senza perdere di efficienza.
Altri aspetti da valutare riguardano la tipologia di edificio da riscaldare, l’uso che se ne fa, le dimensioni degli ambienti e il clima locale. Sia per le pompe di calore ad acqua che per quelle geotermiche, è necessario uno studio propedeutico del genius loci: caratteristiche della fonte idrica da utilizzare e del tipo di terreno in cui l’impianto geotermico deve essere collocato.
Incentivi Fiscali
I costi di acquisto e installazione di una pompa di calore, come visto, possono essere anche molto elevati.
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.
Integrazione con Impianto Fotovoltaico
L'integrazione tra pompa di calore e impianto fotovoltaico rappresenta una soluzione innovativa e vantaggiosa nel contesto dell'efficienza energetica. Questa sinergia tra le due tecnologie consente di ottimizzare l'uso delle risorse rinnovabili e di massimizzare i benefici ambientali ed economici. Innanzitutto, l'impiego congiunto di una pompa di calore e di pannelli fotovoltaici consente di sfruttare al meglio l'energia solare per alimentare il sistema di riscaldamento o raffrescamento. Durante le giornate soleggiate, l'elettricità prodotta dai pannelli fotovoltaici può essere direttamente utilizzata per alimentare la pompa di calore, riducendo così la dipendenza da fonti energetiche tradizionali e diminuendo le emissioni di gas serra.
Inoltre, l'integrazione tra questi due sistemi consente di massimizzare l'efficienza complessiva del tuo edificio. La produzione di energia elettrica mediante i pannelli fotovoltaici è sincronizzata con i picchi di domanda, consentendo un utilizzo ottimale dell'energia elettrica prodotta. Ciò riduce i costi operativi complessivi dell'edificio e contribuisce a un maggiore risparmio economico nel lungo periodo.
Consumi e Costi
Non è semplicissimo calcolare il consumo totale di una pompa di calore aria-acqua, perché entrano in gioco diversi fattori: il modello scelto, il fabbisogno termico dell’abitazione, la zona climatica, il tipo di terminali (termosifoni, pavimento radiante, fan-coil), la potenza della macchina e le abitudini d’uso.
Un parametro chiave è lo SCOP (Seasonal Coefficient of Performance), che indica l’efficienza stagionale della pompa di calore. Più lo SCOP è alto, meno energia elettrica serve per produrre la stessa quantità di calore.
La formula semplificata è: Consumo annuo (kWh elettrici) ≈ Fabbisogno termico (kWh) ÷ SCOP
Il costo complessivo di una pompa di calore aria-acqua varia in genere da 5.000 € a 15.000 €, a seconda della potenza (kW), della marca, degli accessori (puffer, bollitore, kit ACS), della complessità dell’installazione e delle pratiche necessarie. Rispetto alle pompe di calore geotermiche, l’aria-acqua rimane la soluzione più conveniente.
Esempi Pratici di Consumo
- Appartamento 80 m² in classe C: fabbisogno annuo: ~6.000 kWh termici, pompa di calore con SCOP 3,2 → consumo elettrico ≈ 1.875 kWh/anno
- Villetta 120 m² in classe D: fabbisogno annuo: ~9.000 kWh termici, pompa di calore con SCOP 3 → consumo elettrico ≈ 3.000 kWh/anno
In generale, installando una pompa di calore ad alta efficienza si può ridurre il fabbisogno di energia del 50-60% rispetto a un impianto tradizionale a gas.
La tabella seguente riassume i vantaggi e gli svantaggi delle pompe di calore:
| Vantaggi | Svantaggi |
|---|---|
| Alta efficienza energetica | Costo iniziale elevato |
| Basse emissioni di CO2 | Dipendenza dalla temperatura esterna (per modelli aria-acqua) |
| Possibilità di raffrescamento | Necessità di spazio per l'installazione |
| Manutenzione ridotta | Potrebbe richiedere un adeguamento dell'impianto elettrico |
| Incentivi fiscali disponibili | Rumorosità (in alcuni modelli) |