Pompe di calore: la climatizzazione a risparmio energetico

Le pompe di calore sono apparecchi che - con un solo dispositivo, sfruttando una particolare tecnologia - permettono di raffrescare e scaldare. In più, possono produrre anche acqua calda sanitaria.

Giorgio Giorgetti
A cura di Giorgio Giorgetti
Pubblicato il 01/08/2019 Aggiornato il 03/09/2019
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La pompa di calore è uno dei sistemi più ingegnosi per la climatizzazione a risparmio energetico che utilizza fonti rinnovabili. In tre versioni: aria-acqua, acqua-acqua, terra-acqua, da scegliere in base alle condizioni climatiche e alle esigenze

Pompa di calore, sistema Aria-Acqua

Questo impianto “cattura la temperatura” dell’aria e la trasferisce all’acqua che scorre nel circuito della casa. Si compone di due unità, una interna e una esterna

Riesce a estrarre calore dall’aria esterna alla casa, anche con temperature sotto gli zero gradi. Naturalmente, la resa ottimale si ottiene quando la temperatura oscilla fra 0 e 10 °C. Sono le macchine più semplici da installare (spesso anche le meno costose), ma danno il meglio in località dove gli inverni non sono troppo rigidi: le loro prestazioni calano sensibilmente sotto i 5-7 °C. L’apparecchio riesce a riscaldare lo stesso, ma per farlo consuma più energia elettrica. Come il normale condizionatore
Strutturalmente, questo apparecchio somiglia a un normale condizionatore (che, in effetti, altro non è che una pompa di calore aria-aria): si compone di un’unità esterna e di una interna. La prima può essere collocata al suolo oppure a parete con apposite staffe, anche sul balcone. In quest’unità la temperatura del freon viene abbattuta a valori molto bassi, in modo che possa assorbire tutto il calore presente nell’aria. Poi, passando attraverso compressori e condensatori, il fluido diventa ancora più caldo: quando giunge in prossimità dell’unità interna, è pronto per rilasciare tutto il calore accumulato, riscaldando l’acqua delle tubazioni del circuito di riscaldamento e quella dell’impianto idrico-sanitario.

Vantaggi

  • Poco costoso.
  • Installazione semplice (come un condizionatore).

Svantaggi

  • Resa non costante, vincolata alle condizioni atmosferiche.
  • Non idoneo per località con inverni rigidi e lunghi.
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Il sistema utilizza esclusivamente l’aria, che è la fonte più immediata e disponibile. La resa cala nelle zone fredde.

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Alla pompa di calore aria/acqua Genia Air di Hermann Saunier Duval sono coordinati la centralina di gestione, la sonda radio esterna e il cronotermostato modulante. È ad alta efficienza, fino a COP 4,7 ed è adatta anche con radiatori che utilizzano acqua a temperatura media. www.hermann-saunierduval.it

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Nimbus Compact S Net di Ariston è la pompa di calore integrata aria/acqua a tecnologia split che permette di riscaldare, raffrescare e produrre acqua calda sanitaria. Il sistema può essere gestito e controllato a distanza, utilizzando il wi-fi di casa, attraverso l’app Ariston Net. www.ariston.com/it/

Sistema Acqua-Acqua

In questo caso si utilizza “acqua” sia come fonte di calore sia come fluido di lavoro all’interno del circuito. Viene sfruttata quella di falda, fiume, lago o mare

Poiché a una determinata profondità queste acque rimangono a temperatura costante anche in pieno inverno (di solito attorno ai 15 °C), le pompe di calore acqua-acqua hanno una resa maggiore di quelle aria-acqua. I lavori d’installazione, per contro, sono più invasivi perché prevedono la trivellazione per raggiungere la quota alla quale si trova l’acqua.

Con un dispositivo in profondità
Per collocare una machina acqua-acqua, è necessaria la trivellazione del terreno per installare in profondità la pompa sommersa che servirà a condurre l’acqua fino all’evaporatore dell’impianto. Qui viene estratto il calore da fornire al circuito idrico di casa, secondo un ciclo simile a quello della versione aria-acqua. Un’altra tubatura assicura all’acqua il percorso inverso, fino allo scarico nel terreno.
L’unità dell’impianto che provvede al riscaldamento del fluido (o al suo raffreddamento, in caso di ciclo inverso) va collocata in una cantina o in un box e occupa più o meno lo spazio di un normale elettrodomestico.

Le prestazioni possono essere di eccellenza se l’acqua è disponibile a profondità ridotta.

Vantaggi

  • Resa costante, non influenzata dalle condizioni atmosferiche.
  • Si può fare a meno della tradizionale caldaia a gas.

Svantaggi

  • Installazione costosa e invasiva.
  • Non idonea per zone senza acque di falda.
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Flexo Compact Exclusive di Vaillant è una pompa di calore versatile. Con fluo Collect, utilizza acqua come sorgente termica. Ha potenza di riscaldamento di 5,9/13,1 kW, di raffrescamento 6,9/15,5 kW e produce 220 litri di acqua calda sanitaria a 40 °C. www.vaillant.it/

Disponibili in 7 modelli con potenze da 6kW a 16kW, le pompe di calore splittate reversibili Easy Pump di REHAU sono predisposte per la produzione di riscaldamento, raffrescamento ed acqua calda sanitaria, ed offrono rese sempre elevate e consumi ridotti, assicurando la massima efficienza grazie a evoluti sistemi di gestione e controllo.

Disponibili in 7 modelli con potenze da 6kW a 16kW, le pompe di calore splittate reversibili Easy Pump di REHAU sono predisposte per la produzione di riscaldamento, raffrescamento ed acqua calda sanitaria, ed offrono rese sempre elevate e consumi ridotti, assicurando la massima efficienza grazie a evoluti sistemi di gestione e controllo. www.rehau.it

 

Sistema terra-acqua

Il calore per riscaldare l’acqua della casa viene prelevato direttamente dal terreno: si sfrutta quello geotermico del nostro Pianeta

Nel sottosuolo, infatti, la temperatura ha oscillazioni minime e, a una determinata profondità, si riescono a trovare 12-15 °C tutto l’anno. Le pompe che sfruttano la geotermia sono le più complesse: bisogna installare le tubazioni all’esterno della casa, a circa un metro e mezzo di profondità se poste in orizzontale, oppure ben oltre i 4 metri nel sottosuolo, se montate in verticale: è possibile raggiungere anche gli 80 metri di profondità.

Grazie a una sonda nel terreno
Per sfruttare il calore del terreno, è necessaria una sonda sotterranea, ossia un circuito chiuso di tubazioni all’interno delle quali scorre il fluido che assorbe il calore dalla terra. Se le tubazioni vengono poste in verticale si raggiunge una maggiore profondità nel suolo e serve meno distanza; se vengono invece poste in orizzontale, la porzione di terreno interessata sarà superiore.
Il collocamento dell’impianto, quindi, non sarà condizionato soltanto dalla ricerca della giusta temperatura, ma anche della proprietà del terreno e dalla presenza o meno di vincoli.

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È certamente un sistema altamente performante. Richiede però una preliminare verifica di fattibilità

Vantaggi

  • Resa costante, non influenzata dalla condizioni atmosferiche.
  • Si può fare a meno della tradizionale caldaia a gas.
  • Idonea in ogni ambiente.

Svantaggi

  • Installazione molto costosa e invasiva.
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Le pompe di calore WWP di Weishaupt sono disponibili con potenzialità da 5 fino a 130 kW. Esistono anche nelle versioni ad alta temperatura di mandata (fino a 745 °C), ideali per i casi di ritrutturazione. Nella foto, il modello S6 IH con bollitore da 300 litri. www.weishaupt.it

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Actea SI di Rossato è ideale per essere installata all’interno. Riscalda (con temperatura di mandata fino a 65 °C), raffresca e produce acqua calda sanitaria con accumulo integrato. www.rossatogroup.com

 

A volte l’unione fa la forza

Le macchine con tecnologia a pompa di calore sono una risorsa cui si ricorre anche per integrare i sistemi tradizionali. Ma il loro meglio lo danno in abbinamento a impianti con fonti rinnovabili

Se si possiede già una buona caldaia a condensazione, può essere interessante abbinarla a una pompa di calore? Sì, soprattutto se si vive al Nord, dove non soltanto gli inverni sono rigidi, ma lo sono spesso anche le mezze stagioni. In questo caso può essere utile installare per esempio un climatizzatore (che, abbiamo detto, è una pompa di calore aria-aria): oltre a raffrescare gli interni in estate, può anche scaldarli, soprattutto in autunno o primavera, quando non è conveniente (o non si può) far partire la caldaia e portare a 60-70 °C la temperatura dell’impianto.
Affinché tale operazione sia conveniente economicamente, la temperatura esterna non dovrà essere inferiore ai 5 °C. Sotto questa soglia, infatti, il climatizzatore consumerà molta energia elettrica, rendendo costoso questo tipo di riscaldamento.
Anche abbinare una pompa di calore aria-acqua o, addirittura, acqua-acqua o terra-acqua a una caldaia tradizionale, potrebbe essere una soluzione: si userebbe la caldaia per l’acqua calda sanitaria (o per integrare la pompa di calore) e quest’ultima per il riscaldamento/raffreddamento degli ambienti. Serve però un calcolo preciso del fabbisogno energetico della casa (audit energetico) per scegliere la macchina della potenza adeguata e per valutare la convenienza dell’operazione.

Dipende dal partner
Unire in maniera maldestra i due sistemi, infatti, significa pagare un costo non indifferente per la nuova pompa (soprattutto se acqua-acqua o terra-acqua) e sommare al metano della caldaia il consumo elettrico del nuovo apparecchio. Il rischio potrebbe essere, paradossalmente, quello di trovarsi bollette molto più alte.
È una scelta vincente invece abbinaarvi un impianto fotovoltaico, dimensionato in base ai consumi e dotato di batterie d’accumulo.

 Tutto in uno: alcune macchine ibride sono versatili perché racchiudono più dispositivi. Come Vitocaldens 222-F di Viessman integra pompa di calore aria/acqua, caldaia a condensazione a gas e accumulo sanitario da 130 litri. Consente di alternare due sistemi di generazione del calore (a gas o elettrico) secondola convenienza. È abbinabile ai pannelli fotovoltaici. www.viessmann.it

Tutto in uno: alcune macchine ibride sono versatili perché racchiudono più dispositivi. Come Vitocaldens 222-F di Viessman, che integra pompa di calore aria/acqua, caldaia a condensazione a gas e accumulo sanitario da 130 litri. Consente di alternare due sistemi di generazione del calore (a gas o elettrico) secondo la convenienza. È abbinabile ai pannelli fotovoltaici. www.viessmann.it

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Il boiler è integrato: le pompe di calore polivalenti possono svolgere anche la funzione di scaldacqua. Come Sherpa Aquadue® Tower di Olimpia Splendid, che è dotata di boiler da 150 l, per la climatizzazione a ciclo annuale e la simultanea produzione di acqua calda sanitaria (sino a 75 °C). Le funzioni si possono utilizzare anche separatamente. Olimpia Splendid

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Con impianto solare termico: un abbinamento perfetto per sfruttare anche il calore del sole. La centrale termodinamica Gaia Maxi di Clivet è collegata ai pannelli solari termici per incrementare l’uso delle fonti rinnovabili. In inverno utilizza l’energia termica dei pannelli per produrre acqua calda sanitaria, ma anche per soddisfare l’eventuale richiesta di maggiore riscaldamento. www.clivet.com

Dalla posa alla pulizia pompe di calore

Installazione
Le pompe di calore devono essere montate solo da personale qualificato, che sia certificato per l’installazione di climatizzatori e condizionatori, che faccia parte di una rete garantita in grado di fornire anche un buon servizio post-vendita e che possa poi occuparsi anche della manutenzione.
Per potersi definire azienda certificata, la ditta installatrice deve essere in possesso dei seguenti requisiti: Aver seguito la procedura burocratica prevista dal Decreto N. 37 del 22 gennaio 2008 certificazione aziendale e personale secondo il DPR N. 43 del 27 gennaio 2012 F-gas con iscrizione al Registro Telematico Nazionale delle persone e delle imprese certificate qualifica FER Fonti di Energie Rinnovabili, (dal 31/07/2016) a norma del comma 1, lett. F dell’allegato 4 del D. lgs n. 28/2011.

Il libretto d’impianto
A partire dal 1° giugno 2014, tutti gli impianti di climatizzazione invernale ed estiva (quindi anche quelli a pompa di calore) devono essere muniti del libretto d’impianto per i controlli d’efficienza energetica, che viene rilasciato dalla ditta installatrice.

Gli scaldacqua a pompa di calore “lavorano in maniera pulita”e sono anche apparecchi esteticamente curati.

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Compatto e facile da installare, lo scaldacqua Nuos Evo 80 di Ariston è a pompa di calore aria-acqua (-70% di energia rispetto a un boiler tradizionale). www.ariston.com/it

Manutenzione
Una pompa di calore non ha bisogno di controlli rigorosi, come solitamente richiesto da una normale caldaia a combustione. Basta infatti controllare con regolarità i filtri dei terminali posti negli ambienti (unità interne, ed eventuali ventilconvettori) e pulirli, senza alcun intervento di personale specializzato. Ciò basta spesso a garantire alla macchina un’efficienza costante nel tempo: va da sé che ogni problema di funzionamento deve essere risolto da un tecnico specializzato o da un centro d’assistenza consigliato dal costruttore dell’apparecchio.
Anche il mantenimento di una temperatura confortevole (e a norma) aiuta la pompa di calore a funzionare bene, senza consumare elettricità in maniera eccessiva. Per questo i costruttori consigliano di non scendere mai sotto i 25-27 °C d’estate e di non salire mai oltre i 18-20 °C d’inverno: la variazione di un grado della temperatura dell’ambiente comporta un aumento dei consumi del 6% circa.

 

Facciamo i conti

La spesa per un impianto non è trascurabile. Ma, tra risparmio e agevolazioni statali, le cifre si riducono.

Aria-acqua: ha un prezzo medio che va dai 300 ai 900 euro/kW. Poiché il fabbisogno energetico di riscaldamento domestico si aggira in media attorno ai 10 kW, la spesa da preventivare è di circa 6.000 euro. Poi, ovviamente, i costi dipendono anche dal modello e dal produttore.
Acqua-acqua e terra-acqua: il problema in questo caso non è tanto il costo della macchina, quanto quello di installazione, che varia da caso a caso. Si può calcolare un costo per kW dagli 800 ai 1.700 euro. Una pompa di 10 kW, quindi, verrebbe a costare circa 18-20 mila euro. Attenzione a valutare bene gli sconti fiscali che dipendono

Tempi di recupero della spesa
Bisogna tenere conto che una pompa di calore, da sola, sostituisce due impianti. Inoltre, abbatte drasticamente il consumo di gas usufruendo invece di una tariffa elettrica economicamente più vantaggiosa di quella comune. Tutto ciò rende ammortizzabili i modelli meno costosi nel giro di 8 anni e quelli più costosi in 12-15 (una pompa di calore dura circa 17-20 anni).

Il tempo d’ammortamento si accorcia se si fanno entrare in gioco le detrazioni fiscali o il premio del Conto termico.

Quanto si risparmia

Per il funzionamento delle macchine, la riduzione di energia* è:

  • dal 10 al 30% rispetto a una caldaia tradizionale a gas
  • dal 40 al 50% rispetto al gasolio
  • dal 50 al 60% rispetto al GPL

Abbiamo visto che una pompa di calore svolge tre compiti: riscalda la casa in inverno, produce acqua calda sanitaria e raffresca gli ambienti in estate. Tutto senza combustibili fossili. Consuma invece elettricità, ma la potenza che impiega per alimentare il suo ciclo di funzioni è minore della resa energetica che produce. Per fare un esempio, una pompa di calore che consuma 1 kW di corrente, in media produce 4 kW di energia per scaldare o raffrescare. Anche se sulla carta tutto sembrerebbe perfetto, non è detto che una pompa di calore sia sempre conveniente. Per questo è sempre consigliabile richiedere una consulenza preliminare a tecnici specializzati, oltre che diversi preventivi. Le percentuali di risparmio energetico menzionate sopra rappresentano una media, ma sono di aiuto per comprendere.

Le rese dichiarate dai produttori si riferiscono sempre a precise condizioni di lavoro

Valutare la convenienza
Si
In caso di ristrutturazione totale dell’impianto di riscaldamento, sostituire i vecchi caloriferi con impianti radianti a pavimento o a parete permette di sfruttare appieno le potenzialità della pompa di calore. In caso di sostituzione di una vecchia caldaia, soprattutto se alimentata con combustibili fossili.
In abbinamento a un impianto fotovoltaico.

No
Se si possiede una caldaia a condensazione ancora ben funzionante e performante e non si ha necessità di cambiarla.
Se si possiedono termostufe o termocaminetti a legna o a pellet ancora ben funzionanti o addirittura nuovi. Se l’abitazione in cui si desidera installarla è una seconda casa, abitata soltanto per brevi periodi all’anno.
Se non vi è la necessità di sostituire la caldaia e nella casa ci sono i classici radiatori. La pompa di calore, infatti, rende il massimo con elementi che lavorano a temperature di mandata piuttosto basse, attorno ai 35-40 °C (contro i 65-70 °C dei caloriferi). Sul mercato ci sono apparecchi ad alta efficienza che raggiungono tali temperature, ma a scapito di un maggiore consumo di elettricità.

Solo scaldacqua
La tecnologia alla base delle pompe di calore può essere adottata anche in apparecchi con scopi ridotti, come gli scaldacqua. Il loro compito è uno solo: produrre acqua calda sanitaria. Utilizzando il medesimo ciclo termodinamico delle macchine complete scaldano l’acqua fino a circa 62 °C e, di solito, sono dotati anche di una resistenza elettrica (ibridi) per aumentarne la temperatura o velocizzarne il riscaldamento. Il loro costo varia da circa 700 euro a oltre i 2.500 euro, secondo la capacità. Funzionano fino a -5 °C di temperatura esterna, ma più si scende sotto lo zero, più aumenta il consumo elettrico. In condizioni ottimali, possono far risparmiare fino al 70% sul consumo rispetto al boiler elettrico.

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Bollyterm® HP di Cordivari è lo scaldacqua a pompa di calore che sfrutta il calore dell’aria per produrre acqua calda sanitaria, consumando fino a 3 volte meno energia elettrica rispetto a un boiler tradizionale. Può essere abbinato ai collettori solari termici e utilizzare al 100% energia rinnovabile. www.cordivari.it

 

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