Pompe di Calore ad Alta Efficienza
I sistemi a pompa di calore sono generatori di calore che utilizzano energia elettrica, prelevata dalla rete o generata in loco tramite impianti rinnovabili, per realizzare il riscaldamento di un edificio.
Utilizzando energia sostenibile, permettono di abbassare il consumo di combustibili fossili e diminuire le emissioni di inquinanti e sostanze nocive per l’ambiente. Molte pompe di calore possono offrire anche il servizio di raffrescamento degli ambienti, oltre a quello di riscaldamento.
L’efficienza della pompa di calore è misurata tramite il parametro COP (Coefficiente di Prestazione) che indica il rapporto fra l’energia elettrica consumata e l’energia termica prodotta (kWh elettrici/ kWh termici). Maggiore è il COP e più efficiente sarà l’impianto.
L’efficienza dell’impianto varia in base alla tipologia di generatore e alle condizioni di funzionamento, in particolare la temperatura di esercizio e le condizioni climatiche.
Funzionamento
Le pompe di calore sono sistemi che trasferiscono energia termica, quindi calore, da un ambiente più freddo ad uno più caldo.
Il calore viene quindi prelevato da una fonte naturale quale aria, acqua o terreno a seconda della tipologia di impianto, e viene utilizzato per riscaldare l’immobile.
Il processo è quello inverso rispetto a quello spontaneo, che prevede la normale circolazione del calore da un corpo più caldo rispetto a quello più freddo. Per questo motivo le pompe di calore devono consumare energia esterna, che viene fornita sottoforma di energia elettrica, nella maggior parte dei casi.
In alcuni sistemi a pompa di calore, i processi sono reversibili, quindi permettono sia di riscaldare che di raffreddare gli ambienti, e possono essere utilizzati durante tutto l’anno.
Non si ha alcuna combustione, quindi nessun inquinamento a livello locale. L’impatto ambientale è relativo all’energia elettrica che alimenta il sistema ed è nettamente minore rispetto all’energia consumata da sistemi di riscaldamento tradizionali.
Tipologie di impianto
Le diverse tipologie di pompe di calore si differenziano a seconda della fonte da cui prelevano calore:
- Pompe di calore aria-aria: l’aria esterna viene impiegata per riscaldare l’aria dell’ambiente interno. E’ una delle tipologie più semplici da installare, poiché non richiede componenti aggiuntivi, però non è la più efficiente, poiché assieme alla tipologia aria-acqua, dipendono dalla temperatura dell’aria esterna (se la temperatura scende sotto i 5°C, le prestazioni dell’impianto calano notevolmente e si hanno consumi maggiori);
- Pompe di calore aria-acqua: questa tipologia di pompe riscalda l’acqua da utilizzare per il riscaldamento o come acqua calda sanitaria (ACS), utilizzando il calore prelevato dall’aria esterna. E’ un impianto molto semplice, ma non particolarmente efficiente a basse temperature esterne;
- Pompe di calore acqua-acqua: sfruttano il calore prelevato dall’acqua contenuta in un pozzo di aspirazione, per riscaldare acqua destinata ad uso termico o sanitario (ACS). Hanno prestazioni migliori perché prelevano calore da una fonte a temperatura pressoché costante, però il loro costo di installazione è più alto rispetto alle tipologie precedenti in quanto prevede la costruzione di un pozzo con un sistema di aspirazione;
- Pompe di calore geotermiche: tali pompe sfruttano l’energia geotermica prelevata dal sottosuolo per mezzo di particolari sonde geotermiche. Man mano che aumenta la profondità della sonda, si trovano temperature disponibili sempre più alte e costanti durante tutto l’anno, per questo motivo sono impianti ad altissima efficienza, con i CoP più elevati in assoluto. Ovviamente per l’installazione di questi sistemi è necessario eseguire analisi del terreno adeguate durante gli studi di fattibilità, per assicurarsi che il terreno abbia le caratteristiche adeguate, inoltre si richiedono investimenti più elevati;
Abbinamento ad altre tecnologie
Un grande vantaggio delle pompe di calore è che può essere facilmente abbinata ad altre tecnologie per completare il riscaldamento della casa o per fornire energia elettrica all’impianto, realizzando edifici a basso consumo.
Alcune combinazioni efficaci ed efficienti sono:
- Pompa di calore e impianto fotovoltaico: in cui quest’ultimo fornisce l’energia elettrica all’abitazione e anche alla pompa di calore che provvede a sua volta al riscaldamento, con un ingente risparmio sui costi energetici;
- Pompa di calore e caldaia a condensazione costituiscono, se abbinate, un sistema ibrido ed automatico che attiva l’impianto più efficiente a seconda delle condizioni esterne all’abitazione al fabbisogno interno;
Tali combinazioni beneficiano di agevolazioni fiscali che permettono all’utente di risparmiare sui costi iniziali e rientrare più velocemente dall’investimento.
In più, abbinando la pompa di calore a fonti alternative per l’alimentazione dell’energia elettrica, si può raggiungere la completa indipendenza energetica.
Vantaggi
I vantaggi riguardo all’installazione di un impianto con pompa di calore sono molteplici:
- Sistema ecologico: i sistemi con pompa di calore portano un grande risparmio energetico dato che si basano sull’utilizzo di calore proveniente da fonti naturali. Inoltre, se l’impianto viene abbinato a sistemi basati su fonti rinnovabili per produzione di energia elettrica, il risparmio energetico garantito è del 40-70% rispetto ai sistemi tradizionali;
- Vantaggio economico: assicurano un risparmio in bolletta fino al 70% e possono godere di diverse detrazioni fiscali (compreso il Superbonus 90%);
- Alta efficienza: il rapporto di energia elettrica spesa rispetto all’energia termica prodotta è molto conveniente (pari circa ad 1.5)
- Non ha bisogno di gas: le pompe di calore alimentate ad energia elettrica non necessitano di allacciamento a gas;
- Utilizzabile durante tutto l’anno: i sistemi più efficienti resistono a temperature esterne molto basse, in più alcune pompe di calore sono reversibili ed utilizzabili anche per il raffrescamento;
- Varietà di utilizzo: la pompa di calore può essere utilizzata sia per il riscaldamento che per la produzione di acqua calda sanitaria;
- Aumento del valore dell’immobile: con l’installazione di una pompa di calore l’immobile può guadagnare una o più classi energetiche, aumentando di valore;