Pompa di calore, un sistema di riscaldamento e raffreddamento decisamente green

La pompa di calore è un apparecchio capace di sfruttare una sorgente esterna (come il sole) per generare aria calda o fredda. Offre elevati risparmi, ma non è semplice installarne una.

Pompa di calore: cos’è

La pompa di calore è un sistema di climatizzazione decisamente green. Perché utilizza una fonte esterna per generare calore oppure refrigerare.

In pratica funziona come un frigorifero, ma al contrario. Estrae cioè il calore da una fonte naturale (aria, acqua o terra) esterna e lo immette all’interno dell’edificio. Temperatura e diffusione del calore variano in funzione del tipo di impianto di riscaldamento usato.

All’interno della pompa di calore è presente un circuito che contiene un fluido o gas refrigerante, un compressore elettrico e due scambiatori.

Questo gas (spesso è freon) ha la capacità di assorbire calore e, quando viene compresso, innalzare la sua temperatura, per cederlo così all’impianto di riscaldamento. L’energia resa all’impianto è da 3 a 6 volte maggiore di quella spesa dal compressore.

In particolare il gas assorbe energia dal primo scambiatore per cederla al secondo tramite il compressore. Si aggiunge così ulteriore energia al circuito.

Invertendo il ciclo degli scambiatori si avrà il raffreddamento, che comporta un semplice rilascio di energia nel sottosuolo e la deumidificazione dell’aria presente negli ambienti.

Viene definito, non a caso, un impianto geotermico. Installando infatti le tubature a circa 80-100 m di profondità, è in grado di prendere o cedere calore dal sottosuolo, infatti già a 2 metri di profondità la temperatura del suolo rimane sempre tra i 5° e i 18°.

Pompa di calore: tipologie

Il ciclo può prendere energia da diverse sorgenti naturali e rinnovabili (suolo, acqua e aria), per questo vi sono vari tipi di pompe di calore.

Una pompa di calore è ideale in abitazioni nuove, accoppiata ad impianti a pavimento o a radiatori che funzionano con acqua a bassa temperatura. Nel caso di riqualificazione di un impianto tradizionale, si può prevedere di abbassare la temperatura di funzionamento dei radiatori esistenti.

Ce ne sono diversi tipi:

• Ad aria. Tra tutte le fonti, l’aria è la più immediata e disponibile al miglior rapporto prestazioni-costi. Meno pratica di quella geotermica, la pompa ad aria necessita di una fase di sbrinamento tra quella di riscaldamento e raffrescamento, avendo l’aria una temperatura meno stabile di quella del sottosuolo. Poco adatta in regioni dal clima freddo, ha un alto livello di rumorosità dovuto al movimento d’aria.
• Geotermica. Il prelievo di calore dal sottosuolo avviene con sonde a circuito chiuso. Può avere collettori orizzontali, per cui necessita di una grande area di terreno libero per la posa delle sonde circa, circa doppia rispetto alla superficie dell’edificio da scaldare. Può avere sonde verticali, per cui basta una trivellazione verticale, in cui posare sonde della lunghezza di circa 100 metri ciascuna (in base alla potenza richiesta).
• Ad acqua sotterranea, Si alimenta da falde o pozzi e non presenta il compressore, in quanto agisce a espansione diretta. Non usando inoltre un fluido refrigerante è tecnicamente la pompa di calore più efficiente e più ecologica.
  Soluzione molto performante se l’acqua è disponibile a poca profondità. Sottoposta a speciali regolamenti sanitari e autorizzazioni.
• A calore di scarto. Utilizza il calore residuo da altri processi. Bisogna valutare bene quantità, temperatura e disponibilità nel tempo.
• Ad energia solare. La pompa di calore elio-assistita è alimentata da pannelli solari termici, ed è utile, in genere, per la produzione di ACS (acqua calda sanitaria) e riscaldamento.

Le pompe ad aria possono essere utilizzate in abbinamento ad altri impianti o fonti di riscaldamento-raffreddamento (anche per produrre l’acqua calda sanitaria). Oppure, tramite un riscaldatore a propano di supporto, possono avere funzione bivalente.

Pompa di calore vantaggi e svantaggi

Resa e risparmio energetico sono elevati. Tanto più il proprio impianto di riscaldamento è costoso, tanto più sarà conveniente avere una pompa di calore. Se abbinato ad un sistema di riscaldamento o di raffreddamento radiante e se correttamente installato, questo apparecchio può comportare anche un risparmio in bolletta di ben il 70%.

Ma installare un impianto geotermico non è semplice e nemmeno poco costoso, anche se la spesa può essere recuperata grazie all’eco-bonus energetico del 65% valido anche per l’anno 2020.

Innanzitutto, è necessario che presenti un fluido antigelo mantenuto a bassa temperatura, per essere più efficiente. Ma anche che abbia un’elevata potenza elettrica. A questo proposito, però, la rumorosità potrebbe costituire un disagio.

Quindi, è necessario accertarsi di poterlo installare all’esterno, meglio se in abbinamento ad un secondo contatore. In questo caso, il consumo di elettricità sarà più contenuto e avere l’apparecchio sarà effettivamente un vantaggio.

Dove usare la pompa di calore

Ideale per ridurre i consumi di energia e le emissioni di CO2, la pompa di calore è la scelta decisamente più sostenibile, rispetto agli impianti tradizionali a gas o a idrocarburi.

Una pompa di calore è adatta in una abitazione nuova, accoppiata ad impianti a pavimento o a radiatori che funzionano con acqua a bassa temperatura. Nel caso di riqualificazione di un impianto tradizionale, si può prevedere di abbassare la temperatura di funzionamento dei radiatori esistenti.

Quando usarla

Si può scegliere di averla:

• come unica fonte di riscaldamento, in nuove costruzioni, ben isolate, e in zone climatiche non particolarmente rigide.
• affiancata ad un generatore di calore supplementare, in zone climatiche molto fredde e laddove il fabbisogno energetico è più elevato

Rendimento

Per scegliere un apparecchio si valuta il suo coefficiente di rendimento, detto COP (Coefficient of Performance), ossia il rapporto tra la potenza termica resa all’impianto e quella spesa dalla pompa di calore. È un valore indicato dal fabbricante sulla base di condizioni di lavoro e temperature stanadard.

Se la pompa di calore fornisce 4 kW all’impianto di riscaldamento, assorbendo 1 kW, il suo COP è 4.

Rendimento stagionale

Per valutare realmente consumi e resa di un apparecchio di questo tipo, bisogna calcolarne il rendimento stagionale (SPF O SCOP). A partire quindi dal COP in fase progettuale si stima un valore di rendimento stagionale che terrà conto delle reali condizioni di lavoro della pompa sulla base dell’impianto termico a cui va allacciata e di vari fattori, tra cui:

• la qualità della pompa di calore
• la zona climatica
• il tipo di impianto termico
• la corretta progettazione e posa dell’impianto

È dunque importante valutare le potenzialità dell’apparecchio rispetto allo stato dell’edificio, ai lavori di installazione che andrebbero effettuati ed all’abbinamento con eventuali altre tecnologie già presenti.

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Ultimo aggiornamento il 27 Gennaio 2020 da Rossella Vignoli