Negli ultimi anni, l'interesse verso le pompe di calore è in costante crescita, rappresentando una delle principali innovazioni nel mercato energetico domestico. Questi dispositivi permettono di riscaldare e raffrescare gli ambienti utilizzando fonti rinnovabili, riducendo i consumi energetici e le emissioni di CO2. Ma come funzionano esattamente e quali sono le tipologie più efficienti?
Tipologie di pompe di calore
Le pompe di calore si differenziano principalmente per il tipo di fonte esterna da cui prelevano il calore. Esistono diverse fonti esterne da cui una pompa di calore può prelevare energia: aria, acqua e terreno. Come abbiamo visto, le pompe di calore si differenziano prima di tutto per il tipo di fonte esterna da cui prelevano il calore: aria, acqua o terreno. Oltre all’aria, come fonte esterna le pompe di calore possono utilizzare anche l’acqua (in questo caso si parla di pompa di calore acqua acqua) o il terreno (queste sono chiamate geotermiche).
- Pompe di calore aria-acqua: Estraggono calore dall'aria esterna, anche a basse temperature, per riscaldare l'acqua dell'impianto.
- Pompe di calore acqua-acqua: Sfruttano l'energia termica presente nell'acqua sotterranea per generare calore o raffrescare l'ambiente.
- Pompe di calore geotermiche: Utilizzano il calore del terreno per riscaldare gli ambienti.
Come funziona una pompa di calore acqua-acqua
Una pompa di calore acqua-acqua sfrutta l'energia termica presente nell'acqua sotterranea per generare calore o raffrescare l'ambiente, avendo come spesa un limitato consumo di energia elettrica. Il sistema è formato da una serie di componenti principali, tra cui: un circuito di fluido refrigerante, una pompa, una valvola di espansione, un evaporatore, un compressore elettrico e un condensatore.
Il processo inizia con l'aspirazione dell'acqua calda di falda per farla passare attraverso l'evaporatore dove scambia energia termica con il fluido refrigerante. Il fluido refrigerante a bassa pressione passa attraverso il compressore, dove viene compresso e riscaldato a una temperatura molto alta. A questo punto, il fluido stesso passa attraverso il condensatore, dove cede energia termica all'acqua del circuito di riscaldamento, riscaldando l'ambiente. La valvola di espansione, dunque, riduce la pressione del fluido refrigerante e lo fa espandere, riducendo così la sua temperatura.
All’interno di uno scambiatore di calore (evaporatore) presente nella pompa di calore, la fonte contenente energia termica viene messa in contatto con un circuito dove circola un gas refrigerante allo stato liquido molto freddo (molto più freddo della fonte), capace di evaporare a bassissime temperature. Il gas viene poi convogliato in un compressore che, aumentandone la pressione, ne innalza ulteriormente la temperatura. Una volta che il gas sotto forma di vapore ha raggiunto il livello di temperatura desiderato, scorre verso lo scambiatore di calore successivo, il condensatore. Prima che il refrigerante già raffreddato possa essere nuovamente riscaldato e compresso, passa attraverso una valvola di laminazione che ne riporta pressione e temperatura al livello iniziale, così il gas torna liquido.
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Per installare una pompa di calore acqua acqua occorre come prima cosa verificare la stabilità e l’affidabilità dell’acqua di falda. Dopodiché, se non esistente, occorre progettare e realizzare il pozzo. Affinché la resa energetica sia ottimale, il pozzo di estrazione deve avere una profondità compresa tra i 10 e i 30 metri.
Schema di funzionamento
Un sistema acqua-acqua è formato dalle seguenti componenti: pozzi di estrazione e assorbimento; scambiatori; pompa; valvola di espansione; evaporatore; compressore elettrico; condensatore.
Vantaggi e svantaggi delle pompe di calore acqua-acqua
Le pompe di calore acqua-acqua presentano numerosi vantaggi, ma anche alcuni svantaggi.
- Vantaggi:
- Risparmio energetico: utilizzano l’energia termica dell’acqua sotterranea o di un lago, una fonte gratuita e rinnovabile con costi operativi ridotti.
- Elevata efficienza: hanno un alto coefficiente di prestazione (COP), producendo più energia termica di quella elettrica consumata.
- Raffrescamento estivo: possono essere impiegate anche per raffrescare ambienti durante l’estate, rendendole versatili sia per il riscaldamento che per il raffrescamento.
- Lunga durata: con una vita media di circa 25 anni, queste pompe sono robuste e prive di parti soggette a usura meccanica.
- Svantaggi:
- Costi iniziali: l’installazione è costosa, soprattutto per gli scavi necessari per accedere all’acqua sotterranea.
- Requisiti specifici: necessitano della presenza di un corso d’acqua o di una falda acquifera nelle vicinanze, un requisito che può essere difficile da soddisfare in aree urbane.
- Manutenzione: richiedono manutenzione regolare per evitare problemi di intasamento degli scambiatori di calore, comportando costi aggiuntivi.
- Restrizioni normative: in alcune regioni, le autorità locali possono imporre restrizioni sull’uso di queste pompe a causa di potenziali impatti ambientali, limitando la possibilità di installazione.
Costi e incentivi
I prezzi di una pompa di calore acqua-acqua possono variare notevolmente a seconda della dimensione, della capacità e del modello specifico scelto. Attualmente, per un impianto domestico, i costi possono variare tra i 6.000 € e i 7.500 €. Per sistemi di maggiore capacità o commerciali, l'investimento iniziale può arrivare fino a 25.000 €, a seconda delle dimensioni e delle condizioni del sito di installazione.
È importante considerare anche i costi di installazione, che possono incidere significativamente sul totale. Ad esempio, l'installazione di una pompa di calore acqua-acqua da 6 kW può costare tra 3.500 € e 4.500 €.
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Fortunatamente, esistono incentivi fiscali come l'Ecobonus e il Conto Termico, che possono coprire fino al 65% delle spese sostenute, rendendo l'investimento più accessibile.
L’Ecobonus in vigore fino al 31 dicembre 2024 permette di ottenere una detrazione fiscale del 65% per le pompe di calore aria acqua. Il Conto Termico abbatte le spese di acquisto e installazione fino al 65% dei costi (la cifra dipende dal tipo di sistema installato e dalla zona geografica dove si effettua l’intervento); in più, è veloce da incassare, perché la somma incentivata viene erogata nel giro di un paio di mesi quando è sotto i 5.000 euro.
Integrazione con il fotovoltaico
L'integrazione di un impianto fotovoltaico con la pompa di calore acqua-acqua è una soluzione energetica molto efficace e sostenibile. L'impianto fotovoltaico produce energia elettrica dalle radiazioni solari e la pompa di calore acqua-acqua utilizza la stessa energia elettrica per prelevare il calore dall'acqua sotterranea o dal suolo e trasferirlo all'acqua calda sanitaria e agli impianti di riscaldamento. In questo modo si riduce l'utilizzo di combustibili fossili per il riscaldamento, diminuendo le emissioni di CO2 e a parità di spesa, la pompa di calore acqua-acqua garantisce un risparmio energetico fino al 70% rispetto ai tradizionali sistemi di riscaldamento.
Integrando una pompa di calore di questo tipo con un impianto fotovoltaico, puoi ottimizzare l’autosufficienza energetica della tua casa, ridurre ulteriormente i consumi e rendere l’investimento più sostenibile e conveniente.
Tabella riassuntiva dei costi e consumi
| Voce di costo | Valore stimato |
|---|---|
| Costo impianto domestico | 6.000 € - 7.500 € |
| Costo impianto commerciale | Fino a 25.000 € |
| Costo installazione (6 kW) | 3.500 € - 4.500 € |
| Consumo energetico medio giornaliero | 4 - 8 kWh |
| Consumo energetico medio stagionale | 1400 - 1800 kWh |
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