Scegliere il sistema di riscaldamento più adatto per la propria casa non è sempre facile, che si tratti di una nuova costruzione o di una ristrutturazione. Sono tanti gli elementi che incidono su questa scelta, e spesso ci si chiede se sia meglio optare per un impianto di riscaldamento tradizionale o per uno più moderno e a minor impatto ambientale. In questo contesto, la pompa di calore si presenta come un'alternativa sempre più popolare.
Cos'è una pompa di calore?
Una pompa di calore è un dispositivo in grado di produrre energia termica sfruttando sorgenti esterne come l'aria, l'acqua o il terreno. Questo sistema permette di estrarre e trasferire energia termica utilizzando differenti fonti di energia rinnovabili. Per riscaldare, il sistema estrae energia termica dall’esterno attraverso il refrigerante che poi la trasferisce al sistema di riscaldamento e produzione di acqua calda sanitaria.
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). L'indispensabile elettrodomestico è in grado di sottrarre calore dagli alimenti disperdendolo all'esterno grazie alla serpentina esterna posta dietro di esso.
Come funziona una pompa di calore?
Una pompa di calore trasferisce energia termica (per il riscaldamento e l’acqua calda sanitaria) da uno spazio freddo a uno spazio caldo sfruttando un semplice ciclo di refrigerazione. Nella stagione fredda una pompa di calore è in grado di convogliare il calore dall’esterno all’interno, per riscaldare la casa. E può anche essere progettata per spostare il calore dall’interno all’esterno quando fa caldo. Ogni ambiente offre diverse fonti sfruttabili dalla pompa: aria, terreno e acque di falda. Il bello di queste fonti di calore è che sono disponibili gratis e, teoricamente, in quantità illimitata.
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Per questo, la pompa di calore deve sfruttare un processo termodinamico basato sull’effetto Joule-Thomson per portare il calore ambientale a un livello sufficiente tale da riscaldare l’area domestica e fornire acqua calda.
Tipologie di pompe di calore
Si può decidere di installare una pompa di calore solo riscaldamento o di utilizzarla anche durante i mesi più caldi per rinfrescare l’ambiente interno. Capita spesso di sentir parlare di pompa di calore per termosifoni o di pompa di calore per riscaldamento a pavimento. Infatti, questo dispositivo può essere integrato con molti sistemi. Si può integrare con l’impianto solare termico, in cui i pannelli riscaldano l’acqua e la pompa di calore riscalda gli ambienti.
Esistono due sistemi fondamentali attraverso cui è possibile sfruttare la tecnologia della pompa di calore:
- Sistema pompa di calore monoblocco
- Sistema pompa di calore split
In un’unità monoblocco tutti le componenti tecniche importanti per il processo di recupero del calore sono raccolte in un’unica dimensione (il cosiddetto monoblocco). La pompa di calore split è un sistema molto più flessibile, con componenti che possono essere collocate in diverse posizioni senza interventi troppo indaginosi per l’installazione.
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. 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.
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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.
Vantaggi delle pompe di calore
L’installazione di questa tecnologia è molto conveniente, in quanto i vantaggi superano notevolmente gli svantaggi, che vanno in ogni caso valutati per la scelta dell’impianto da installare. In generale un impianto a pompa di calore ha bisogno di determinate condizioni per essere installato e funzionare al meglio. Per le soluzioni geotermiche ci vogliono spazi esterni per il sistema di scambio termico con il terreno, ma non tutti i terreni sono indicati a supportare tali sistemi.
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. Tutte le pompe di calore utilizzano come fonte di energia risorse rinnovabili (aria, terra, acqua) ed elettricità.
- 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 è disponibile in quantità illimitata e gratuita.
- 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. Inoltre, a differenza dei sistemi di riscaldamento a combustione, 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 forniscono ininterrottamente riscaldamento e acqua calda per la casa.
- Investimento sicuro: Un edificio riscaldato con una pompa di calore aumenta 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 base a posizione, tipologia di edificio, temperature di mandata richieste e combinazioni con altre tecnologie moderne ed ecologiche (come il fotovoltaico e il solare termico).
Sfruttare l’aria calda al posto dei classici termosifoni permette in genere di riscaldare in poco tempo gli ambienti. Ciò significa poter ottenere un effetto quasi immediato e non dover aspettare troppo prima che la stanza sia riscaldata. Rispetto ad un impianto tradizionale con caldaia, una pompa di calore non ha la necessità di installare una canna fumaria, dal momento che non brucia nulla e non genera combustioni da evacuare.
Come anticipato in precedenza, la pompa di calore, è una soluzione ecologica e a ridotto impatto ambientale in quanto è in grado di sfruttare le risorse naturali per il proprio funzionamento. Grazie alla loro elevata funzionalità e, soprattutto, alla crescente quota di fonti non fossili presenti nelle reti elettriche, le pompe di calore possono svolgere un ruolo chiave in ottica green. Consumando 1 kWh di elettricità, possono trasferire da 3 a 6 kWh di energia termica in un edificio.
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Svantaggi delle pompe di calore
Alcuni modelli possono essere molto rumorosi ed ingombranti. Per questo, è bene scegliere dei modelli silenziosi o da installare all’aperto. Inoltre, a differenza della caldaia tradizionale, l’acqua prodotta è a temperatura più bassa. Per quanto riguarda gli aspetti negativi, possiamo citare il livello di riscaldamento (l’impianto ha sicuramente un rendimento elevato, ma ad una temperatura più bassa) e i costi di acquisto e di installazione, più alti di quelli di una caldaia tradizionale.
I più grandi svantaggi connessi allo sfruttamento di una pompa di calore sono di solito relativi al rumore, all’ingombro e alla temperatura dell’acqua prodotta. Il più grande svantaggio di un impianto a pompa di calore, a differenza di una caldaia tradizionale, è quello di produrre acqua a bassa temperatura, anche il rumore non è da sottovalutare, infatti è consigliabile e preferibile posizionare la macchina all'aperto.
Tuttavia, nel fattore presentato come un vantaggio legato all’utilizzo del riscaldamento a parete si cela tuttavia anche un possibile svantaggio: l’aria calda tende a salire, per cui si rischia che la temperatura dell’ambiente non sia omogenea.
Ecco alcuni svantaggi specifici:
- Richiede una progettazione più meticolosa: L’installazione di una pompa di calore richiede una progettazione accurata e la presenza di un professionista aggiornato in materia di sistemi di energia rinnovabile.
- Potrebbe essere più ingombrante: A differenza delle caldaie tradizionali, le pompe di calore potrebbero avere necessità di uno spazio maggiore. Tuttavia, sul mercato esistono già alcuni modelli più compatti ma comunque performanti e silenziosi, perfetti anche per l’installazione in appartamento.
- Necessita di un investimento iniziale maggiore: Questo "contro" è sicuramente quello che può più intimorire chi si trova a dover affrontare interventi del genere. Tuttavia, a differenza delle caldaie tradizionali, installare una pompa di calore è un investimento, e non un costo passivo per la propria casa.
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 aria-acqua.
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.
Pompe di calore e obiettivi europei
La Commissione Europea, che ha deciso per lo stop alle caldaie a gas di vecchia generazione nel 2040, ha calcolato che le pompe di calore potrebbero soddisfare oltre l’80% del fabbisogno globale di riscaldamento degli ambienti e dell’acqua con un’impronta di carbonio inferiore rispetto alle caldaie a condensazione a gas. 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.
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.
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%.
Tabella comparativa: Pompe di calore vs Caldaie a condensazione
| Caratteristica | Pompa di calore | Caldaia a condensazione |
|---|---|---|
| Efficienza energetica | Alta (COP > 3) | Alta (fino al 98%) |
| Impatto ambientale | Basso (basse emissioni di CO2) | Medio (emissioni di CO2) |
| Costi iniziali | Elevati | Inferiori |
| Costi operativi | Potenzialmente bassi (con fonti rinnovabili) | Dipendenti dal prezzo del gas |
| Manutenzione | Relativamente bassa | Regolare |
| Fonti energetiche | Rinnovabili (aria, acqua, terra) ed elettricità | Gas naturale |