Nell'articolo di oggi ti parleremo di una tipologia specifica di pompa di calore, ovvero quella aria-aria. Ti descriveremo nel dettaglio le sue caratteristiche e il suo funzionamento, e ti sveleremo i numerosi vantaggi che comporta una sua integrazione col fotovoltaico! Vediamo insieme come funziona e quando conviene adottarla per la progettazione di un sistema edificio-impianto efficiente e sostenibile.
Cos'è una Pompa di Calore?
Prima di approfondire le caratteristiche di una pompa di calore splittata, è bene dare prima una definizione di pompa di calore e comprendere il suo principio di funzionamento. La pompa di calore è una macchina capace di trasferire energia da un ambiente a temperatura più bassa ad un altro a temperatura più elevata.
Il principio di funzionamento di una pompa di calore è simile a quello di un frigorifero con la differenza che mentre il frigorifero estrae il calore dal suo interno per mantenerlo fresco e lo rilascia nell’ambiente, la pompa di calore estrae il calore dall’ambiente per riscaldare l’interno di una casa, per raffrescare, oltre che a produrre l’acqua calda sanitaria necessaria al fabbisogno giornaliero. Le tipologie esistenti di pompa di calore variano in base al tipo di energia che sfruttano.
Le pompe di calore possono essere classificate in 4 principali tipologie, a seconda del fluido con cui scambiano calore, in:
- pompa di calore aria-acqua;
- pompa di calore aria-aria;
- pompa di calore acqua-acqua;
- pompa di calore terra-acqua.
Per le pompe di calore aria-acqua vi sono due sistemi: il sistema pompa di calore monoblocco e il sistema pompa di calore splittata a seconda di dove avviene lo scambio di energia tra quanto recuperato dall’aria esterna e il fluido che circola nell’impianto di riscaldamento.
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Pompa di Calore Splittata: Significato e Funzionamento
La pompa di calore splittata è una macchina costituita da 2 unità: una posizionata all’interno dell’abitazione e una all’esterno. Da qui prende il nome di split che in inglese significa diviso/separato. L’unità esterna preleva il calore dalla fonte di energia rinnovabile, l’unità interna trasferisce l’energia prelevata all’acqua dell’impianto di riscaldamento. Le due unità sono collegate tra loro da un circuito frigorifero.
Nella pompa di calore splittata, il circuito frigorifero della pompa di calore aria/acqua è diviso in 2 unità. La generazione di calore vera e propria avviene nell’unità esterna nella quale sono installati l’evaporatore e il compressore. L’unità interna accoglie invece il compressore con il condensatore. Il sistema di tubazioni del gas caldo collega i due componenti tra loro. Il refrigerante circola in una seconda tubazione supplementare.
Dopo il riscaldamento del refrigerante, durante il quale questo passa allo stato gassoso, l’energia termica viene trasferita al sistema di riscaldamento. Quindi il refrigerante viene reimmesso in forma liquida nell’unità esterna dove il ciclo ricomincia.
Pompa di Calore Monoblocco o Splittata: Differenze
Sia la pompa di calore splittata che quella monoblocco consentono di riscaldare, raffrescare e produrre acqua calda sanitaria. La differenza principale risiede nella suddivisione del circuito frigorifero e dell’unità idronica. Nella pompa di calore monoblocco questi componenti sono contenuti in un unico involucro. Nella splittata, il circuito frigorifero è esterno all’abitazione, mentre lo scambiatore è interno, collegati tramite delle tubazioni gas esterne.
La scelta tra le due dipende dalle esigenze individuali, dall’ambiente in cui verranno installate e dal budget disponibile.
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Vantaggi e Svantaggi di una Pompa di Calore Splittata
La pompa di calore splittata presenta diversi vantaggi. Uno di questi è la sua flessibilità nell’installazione, poiché consente di posizionare l’unità esterna a distanza dall’edificio, riducendo così sia il rumore che l’impatto visivo. Inoltre, può essere dimensionata in maniera più precisa per adattarsi alle esigenze di riscaldamento o raffrescamento dell’edificio, consentendo un maggiore controllo sulla temperatura interna.
Esistono, tuttavia, anche alcuni svantaggi da considerare. L’installazione di una pompa di calore splittata richiede un lavoro più complesso, in quanto implica la connessione tra l’unità esterna e l’unità interna attraverso tubazioni refrigeranti e cavi elettrici. Questo può comportare un aumento dei costi di installazione e richiedere un periodo più lungo. Infine, la manutenzione regolare delle due unità separate di una pompa di calore splittata potrebbe richiedere un aumento dei costi di manutenzione nel corso del tempo.
Integrazione con Impianti Fotovoltaici
L'integrazione del fotovoltaico e della pompa di calore è sempre più comune, poiché entrambe le tecnologie sono considerate eco-compatibili ed efficienti dal punto di vista energetico. Integrare queste tecnologie significa sfruttare l'energia solare per coprire la maggior parte del fabbisogno energetico di una casa, compreso il riscaldamento o il raffrescamento, senza emettere gas di scarico e riducendo drasticamente il consumo di fonti di energia fossili.
L'integrazione tra fotovoltaico e pompa di calore può essere resa possibile attraverso l'utilizzo di un sistema di accumulo dell'energia prodotta dall’impianto solare che può essere utilizzato per alimentare la pompa di calore nelle ore di bassa produzione elettrica. 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.
Pompe di Calore Aria-Aria: Caratteristiche e Funzionamento
Una pompa di calore aria-aria funziona utilizzando l'energia termica presente nell'aria esterna per riscaldare o raffrescare un ambiente interno. La pompa di calore ha due unità, una interna ed una esterna, che sono collegate tra di loro da un sistema di condotte e tubi.
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L'unità esterna della pompa di calore cattura l'aria esterna e la fa passare attraverso un evaporatore che assorbe il calore dall'aria cedendolo a un fluido refrigerante. Quest'ultimo viene quindi trasferito all'unità interna, dove viene compresso per aumentarne la temperatura, ed è in grado di cedere tale calore all'aria che poi viene distribuita nell'ambiente interno attraverso un sistema di condotte o un ventilatore.
Per il raffrescamento, la pompa di calore funziona in modo simile. L'unità esterna cattura l'aria esterna e la fa passare attraverso un refrigerante freddo. Questo refrigerante raffresca l'aria, che viene poi trasferita all'unità interna, dove viene distribuita nell'ambiente interno attraverso un sistema di condotte o un ventilatore.
Le pompe di calore aria-aria possono essere più o meno efficienti a seconda delle temperature esterne. In generale, le pompe di calore aria-aria funzionano meglio in climi temperati in cui le temperature esterne non sono troppo estreme.
Vantaggi delle Pompe di Calore Aria-Aria
- Efficienza energetica: Le pompe di calore aria-aria possono essere molto efficienti in termini di energia rispetto ai sistemi di riscaldamento tradizionali. La ragione di ciò è che il loro funzionamento si basa su una tecnologia che sfrutta l’energia termica presente nell'aria per riscaldare gli ambienti.
- Fornisce aria condizionata: Molte pompe di calore aria-aria offrono anche un'opzione di raffrescamento, il che significa che sono in grado di fornire anche servizi di condizionamento dell'aria durante i mesi più caldi.
- Facilità di installazione: Poiché le pompe di calore aria-aria non richiedono il collegamento a una fonte di combustibile (come gas o petrolio), possono essere relativamente facili da installare.
Svantaggi delle Pompe di Calore Aria-Aria
- Dipendenza dal tempo atmosferico: Poiché il funzionamento delle pompe di calore aria-aria dipende dall'energia termica presente nell'aria, il loro rendimento può essere limitato da variazioni stagionali delle temperature esterne.
- Rumorosità: Le pompe di calore aria-aria possono essere rumorose, specie quelle meno moderne.
I consumi di una pompa di calore aria-aria dipendono da diversi fattori, ovvero:
- La dimensione della pompa
- L'efficienza energetica
- La temperatura esterna
- Le esigenze di riscaldamento o raffrescamento dell’abitazione
In generale, le pompe di calore aria-aria sono considerate relativamente efficienti dal punto di vista energetico rispetto ai sistemi di riscaldamento tradizionali a combustione, ma possono comunque essere costose da utilizzare. Alcuni modelli di pompe di calore aria-aria possono essere dotati di funzionalità di programmazione per aiutare a gestire i consumi di energia, ad esempio stabilendo temperature differenti in diverse stanze o impostando orari specifici per l'accensione e lo spegnimento del sistema.
Incentivi Fiscali e Obiettivi Europei
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.
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.
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.
Tabella: Incentivi Fiscali per Pompe di Calore
| Incentivo | Percentuale di Detrazione | Scadenza |
|---|---|---|
| Ecobonus | 65% | 31 dicembre 2024 |
| Bonus Casa | 50% | 31 dicembre 2024 |
| Conto Termico 2.0 (Rimborso GSE) | 65% | Variabile (consultare il sito del GSE) |
Considerazioni Finali
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.