Come funziona e quando conviene una pompa di calore?

Come funziona la pompa di calore

  • Tecnologia per efficienza energetica.

    Se desideri orientarti verso un impianto di climatizzazione che miri all’efficienza e al risparmio energetico, la pompa di calore può essere la soluzione ideale. Probabilmente hai già sentito parlare di questa tecnologia, ma forse non sai come funziona e soprattutto quali sono i suoi vantaggi. In questo articolo, quindi, vedremo meglio che cos’è una pompa di calore a compressione, perché conviene e quando è la scelta giusta.

Come funziona la pompa di calore

La pompa di calore è una macchina in grado di estrarre calore da una sorgente a temperatura più bassa, detta sorgente fredda, e di trasferirlo a una sorgente a temperatura più alta, detta pozzo caldo. La fonte di energia termica può essere l’aria, l’acqua o la terra. Per comprendere meglio come funziona la pompa di calore, potremmo paragonarla a un frigorifero, che lavora con un meccanismo simile, ma opposto: il frigorifero, infatti, preleva il calore dagli alimenti presenti al suo interno e lo smaltisce all’esterno. Vediamo quali sono i tre passaggi secondo cui lavora una pompa di calore per riscaldare la casa:

  1. La pompa di calore assorbe il calore dall’ambiente
  2. Successivamente aumenta la sua temperatura
  3. Infine trasferisce il calore al locale da riscaldare, alla temperatura idonea

Cerchiamo ora di capire che cosa accade all’interno della pompa di calore e come avviene il trasferimento dell’energia termica all’interno degli ambienti:

  1. Il liquido refrigerante presente all’interno della pompa di calore assorbe il calore proveniente dall’ambiente; date le basse temperature di evaporazione, passa quindi allo stato gassoso;
  2. Un compressore comprime il vapore e, aumentandone la pressione, ne incrementa ulteriormente la temperatura;
  3. Il vapore, che ha quindi aumentato la sua temperatura, cede il calore acquisito all’impianto di riscaldamento;
  4. Raffreddandosi, il fluido refrigerante torna allo stato liquido e, dopo essere passato attraverso una valvola di espansione che ne diminuisce ulteriormente la temperatura, è pronto per assorbire nuovamente calore e fare ripartire il ciclo.

Il vantaggio di questo sistema è rappresentato dal fatto che la pompa di calore trasferisce più energia di quella assorbita e per questo risulta estremamente conveniente dal punto di vista del risparmio. In più, oltre a riscaldare la casa durante l’inverno, le pompe di calore raffrescano gli ambienti durante l’estate e producono acqua calda sanitaria.

Come si determina l’efficienza di una pompa di calore

L’efficienza di una pompa di calore è determinata dal COP (Coefficient of Performance), ovvero il coefficiente di prestazione, che si riferisce al rapporto fra la potenza termica trasferita all’ambiente da riscaldare e la potenza elettrica assorbita; l’efficienza in raffrescamento, invece, è indicata dall’indice di efficienza energetica EER (Energy Efficiency Ratio). In realtà, il dato più importante per valutare correttamente efficienza e consumi di una pompa di calore è il rendimento stagionale. Con SCOP ci si riferisce al coefficiente di prestazione stagionale in riscaldamento, mentre SEER è il rapporto di efficienza stagionale in raffreddamento: più alti sono questi dati e più elevata è l’efficienza della macchina. A differenza dei due precedenti valori (COP e EER), che sono calcolati sulla base di dati fissi, SCOP e SEER forniscono indicazioni più precise circa il consumo della pompa di calore, in quanto prendono in esame anche le condizioni climatiche della località in cui la pompa di calore può trovarsi a lavorare, e che incidono sulla sua efficienza.

Quando e perché conviene la pompa di calore?

Ora che abbiamo visto come funziona una pompa di calore, cerchiamo di capire quali sono i suoi principali vantaggi e in quali situazioni si rivela particolarmente conveniente. La pompa di calore è in grado di riscaldare, raffrescare e produrre acqua calda sanitaria, e può essere l’ideale sia in caso di nuove costruzioni che di riqualificazioni energetiche.

Come dicevamo, l’energia che riesce a prelevare da fonti naturali come aria, acqua e terreno è maggiore rispetto a quella che assorbe per funzionare; ciò determina un importante risparmio sulle bollette, che consente di recuperare in poco tempo il costo sostenuto per l’installazione dell’impianto, senza contare la possibilità di recuperare parte della spesa grazie alle detrazioni fiscali previste e al Conto Termico. Utilizzando fonti rinnovabili, le pompe di calore consentono anche di ridurre notevolmente le emissioni di sostanze dannose per l’ambiente, in particolare di CO2, dimostrandosi una soluzione che non solo fa risparmiare sulla bolletta, quindi, ma che garantisce maggiore sostenibilità ambientale.

Un sistema dotato di pompa di calore conviene anche perché permette di aumentare la classe energetica dell’edificio, aspetto molto interessante soprattutto se hai intenzione di vendere la casa o di cederla in affitto. Questa macchina, inoltre, può lavorare in abbinamento ad altre tecnologie che fanno uso di fonti rinnovabili come pannelli solari e fotovoltaici, consentendo di ridurre ulteriormente i consumi. A questo proposito, un altro vantaggio è dato dalla nuova tariffa elettrica TD, che non penalizza più i consumi elevati, favorendo così l’utilizzo delle fonti rinnovabili.

Le condizioni ideali per ottenere la massima efficienza della pompa di calore

Se ti stai domandando quando conviene installare questa tipologia di impianto, considera che per ottenere elevati rendimenti è opportuno prestare attenzione all’involucro dell’edificio, che dovrebbe essere ben coibentato, e ai terminali di diffusione. Essendo un sistema che lavora a basse temperature, infatti, la pompa di calore garantisce le massime prestazioni abbinata a grandi superfici radianti, come il riscaldamento a pavimento , anziché con i classici termosifoni. Una buona coibentazione e i giusti terminali di diffusione, quindi, rappresentano le condizioni ottimali per ottenere le massime performance da una pompa di calore.

Tipologie di pompe di calore

In commercio esistono diverse tipologie di pompe di calore, che vanno scelte sulla base di diversi fattori e con il supporto di un professionista che sappia guidarti verso la soluzione più adeguata alle tue esigenze. Come accennato in precedenza, questo tipo di impianto può usufruire di diverse fonti di energia: aria, acqua o suolo. In base alla sorgente da cui viene prelevato il calore e al corpo al quale viene ceduto (che può essere l’aria o l’acqua), si distinguono 5 tipologie di pompe di calore:

  • Aria-Aria
  • Aria-Acqua
  • Acqua-Aria
  • Acqua-Acqua
  • Terra-Acqua

Le pompe di calore che sfruttano l’aria esterna come fonte energetica sono quelle maggiormente usate e diffuse. Rispetto agli impianti che utilizzano l’acqua o il terreno come sorgenti di calore, la loro efficienza risente di più delle condizioni climatiche esterne; tuttavia le pompe di calore ad aria offrono indubbi vantaggi rispetto alle altre tipologie: presentano infatti costi più bassi e una maggiore flessibilità dell’impianto, dato che l’aria è disponibile ovunque. Per quanto riguarda le pompe di calore che usano l’acqua come fonte energetica, queste possono rappresentare una buona soluzione in presenza di sorgenti come laghi, pozzi, falde, mare e fiumi, ma è necessario prestare attenzione alla qualità dell’acqua; le pompe di calore terra-acqua, invece, usano l’energia termica proveniente dal sottosuolo e rappresentano la soluzione più complessa e costosa.

Pompa di calore

Pompe di calore monovalenti e bivalenti

Quando si sceglie la tipologia di pompa di calore da acquistare, è opportuno tenere in considerazione anche un’altra distinzione, quella fra le pompe di calore monovalenti e bivalenti: la pompa di calore monovalente riesce a coprire interamente il fabbisogno termico dell’edificio, senza il supporto di altri generatori di calore; la pompa di calore bivalente è invece abbinata a un altro generatore di calore, una caldaia ad esempio, e può trattarsi di una buona opzione in caso di luoghi caratterizzati da temperature piuttosto rigide.

Se desideri il supporto di un esperto per capire meglio come funziona una pompa di calore e scoprire se si tratta della soluzione più adatta alla tua abitazione, contattaci per una consulenza.

Giuseppe Mannino

  • Giuseppe Mannino

    Giuseppe Mannino

    Responsabile marketing e specialista in sistemi basati sull’utilizzo di energie rinnovabili termiche. Lavora nel settore da 20 anni, prima alle dipendenze di una importante realtà industriale europea produttrice di pompe di calore e, dal 2015, all’interno del team ML Group.

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