Pompa di calore: che cos’è, come funziona e quando conviene

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Quando si pensa a sistemi di riscaldamento dell’aria domestica, una delle principali alternative è certamente rappresentata dalla pompa di calore.

Ma che cos’è la pompa di calore? Quando conviene veramente?

Cos’è la pompa di calore

La pompa di calore è un dispositivo che è capace di estrarre e trasferire l’energia termica utilizzando diverse forme di alimentazione (principalmente, elettrica). Il funzionamento di base della pompa di calore è tendenzialmente molto semplice e, per certi versi, esattamente contrario a quanto avviene con il frigorifero.

Se infatti con il frigorifero il calore viene estratto dall’interno ed espulso verso l’esterno, con la pompa di calore si procede in modo inverso: per riscaldare gli ambienti durante l’inverno o riscaldare l’acqua calda sanitaria, la pompa di calore estrae il calore da una fonte naturale e la impiega all’interno dell’edificio.

Come funziona la pompa di calore

Introdotto quanto sopra, cerchiamo di comprendere in modo più dettagliato come funziona la pompa di calore, un dispositivo il cui compito – come abbiamo in parte già rammentato – è quello di trasferire l’energia termica da un ambiente più freddo a uno più caldo.

Per riuscire in questo scopo la pompa di calore utilizza quattro elementi:

  • il compressore, che aspira il fluido refrigerante creando una differenza di pressione che fa sì che il ciclo termodinamico entri in funzionamento
  • l’evaporatore, che è l’apparecchio tramite il quale il fluido riesce a evaporare a bassa pressione assorbendo il calore
  • il condensatore, dove il fluido generato dall’evaporatore viene spinto, condensando ad alta pressione e rilasciando il calore che ha precedentemente assorbito
  • la valvola di laminazione, dove transita il fluido, e in cui la pressione viene ridotta e portata in una condizione di vapore o liquido.

Terminato questo processo, il fluido rientra nell’evaporatore ricominciando dall’inizio il ciclo. Dunque, all’interno degli scambiatori il fluido cambia da stato liquido a gassoso (evaporatore) e da gassoso a liquido (condensatore).

Tipologie di pompe di calore

Chiarito quale sia il funzionamento delle pompe di calore, cerchiamo di comprendere quali siano le tipologie attualmente esistenti sul mercato, almeno per quanto concerne la diversa modalità di prelievo del calore. Per quanto invece attiene la suddivisione sulla base dell’alimentazione, le pompe di calore si distinguono principalmente in pompe di calde a gas o elettriche.

Pompa di calore aria-acqua

Le pompe di calore aria-acqua scaldano l’acqua che viene usata per il riscaldamento o per gli usi sanitari, prelevando il calore dall’aria esterna e ridistribuendo negli ambienti interni dell’abitazione.

Questa tipologia di pompa di calore include i dispositivi più facili da installare essendo l’aria disponibile ovunque. Dunque, la sua installazione non richiede alcun particolare intervento nella struttura del proprio immobile.

Come intuibile, il funzionamento è molto semplice: la pompa di calore preleva dall’esterno l’aria, scaldandola usando la compressione del gas mediante il compressore della pompa. Questa compressione genera il calore che viene poi rilasciato dentro al bollitore.

Con tali premesse, il sistema della pompa di calore aria-acqua è generalmente composto da una pompa di calore accoppiata a un boiler. Questo tipo di pompa risente però delle variazioni di temperatura: se si abbassa, infatti, le prestazioni dell’impianto tenderanno a diminuire anche radicalmente.

Pompa di calore aria-aria

Una seconda tipologia di pompa di calore è quella aria-aria, che è – in sintesi – il sistema di funzionamento tipico dei comuni condizionatori d’aria. Così come la prima tipologia, anche questa dipende fortemente dalla temperatura esterna, con l’aria che è dunque la sorgente termica che serve per riscaldare o rinfrescare gli spazi dell’edificio.

Le pompe di calore aria-aria sono dotate di scambiatori di calore, sistemi di filtraggio e di deumidificazione dell’aria. Sono inoltre composte da almeno due unità (una interna e una esterna). All’interno dell’abitazione troveremo infatti il sistema di canalizzazione dell’aria e uno o più split. All’esterno troverà invece spazio il compressore, la ventola per lo scambio d’aria e il convertitore di calore.

Pompa di calore acqua-acqua

Il sistema di pompa di calore acqua-acqua è in grado di prelevare calore da una sorgente idrica (di norma l’acqua di falda, come quella che può essere trovata in un pozzo sotterraneo) che può mantenere una temperatura costante anche durante la stagione fredda.

Sebbene potenzialmente molto efficiente, in realtà questo sistema “scoraggia” molti potenziali beneficiari per le spese di perizia e di installazione. A monte deve infatti essere effettuata un’approfondita analisi da parte di un geologo al fine di assicurarsi che ci sia una valida fonte idrica da cui prelevare tutta l’energia necessaria.

Una volta assicurata la disponibilità della fonte idrica, occorrerà costruire un sistema di aspirazione, a circuito aperto o chiuso, che possa permettere l’effettiva fruizione di tale risorsa.

Pompa di calore acqua-aria e terra-acqua

L’ultima principale alternativa tra le pompe di calore è quella acqua-aria e terra-acqua. Attraverso il primo dei due sistemi si cerca di estrarre calore dall’acqua di falda per restituirlo all’aria interna dell’edificio. Mediante la pompa di calore terra-acqua, invece, si preleva il calore dal sottosuolo per produrre acqua calda sanitaria e calore per il riscaldamento idraulico.

Dunque, sebbene con evidenti differenze, entrambi i sistemi sfruttano il sottosuolo come sorgente termica di partenza.

Quanto consuma una pompa di calore?

In un momento in cui è sempre più elevata l’attenzione nei confronti del risparmio energetico, comprendere quanto consuma una pompa di calore può certamente essere un elemento di valutazione opportuno per compiere una scelta più consapevole nei confronti dell’installazione della giusta pompa di calore.

Naturalmente, in questo frangente non possiamo che sottolineare come uno dei principali vantaggi dell’utilizzo di una caldaia con pompa di calore sia quello di limitare il ricorso al consumo di energia primaria da fonte fossile. Ciò premesso, è anche vero che i consumi variano  a seconda del modello e del fabbisogno termico.

In linea di massima, sui consumi incidono principalmente il lavoro del compressore e della pompa di circolazione. Tuttavia, contrariamente a quanto si possa superficialmente immaginare, i consumi di tali elementi non cono mai costanti: la pompa di calore assorbe infatti una grande quantità di energia nel momento in cui viene accesa, mentre i consumi tendono poi a stabilizzarsi e calano quando viene raggiunta la temperatura desiderata.

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Pertanto, per comprendere quanto consuma una pompa di calore non si potrà far altro che riferirsi alla potenza assorbita (che deve essere obbligatoriamente indicata nel libretto delle istruzioni) o usare un wattometro, un piccolo strumento che misura la potenza elettrica generata in una sezione della linea elettrica.

Quanto costa una pompa di calore

Il costo di una pompa di calore dipende da una lunga serie di fattori. Per esempio, possiamo distinguere le pompe di calore monovalenti da quelle bivalenti: la prima categoria è composta da pompe in cui vi è un unico generatore di calore mentre nella seconda categoria troviamo un impianto supportato da un generatore per riscaldare. In questo secondo caso, dunque, la pompa di calore che è installata nella propria immobiliare copre il fabbisogno solamente fino al raggiungimento di una certa temperatura esterna (il punto di bivalenza). Al sistema va abbinata anche una fonte alternativa come la caldaia, che subentrerà in funzione nel momento in cui la pompa di calore smette di svolgere la sua funzione.

Altri fattori che influenzano il costo della pompa di calore sono la potenza, la classe energetica, la marca, il design.

Vantaggi fiscali per la pompa di calore

Quando si parla di pompa di calore e di costi di questo impianto di riscaldamento bisogna anche tenere in considerazione che attualmente sono in vigore diversi benefici fiscali che consentono di rendere più conveniente il ricorso alle pompe di calore se alimentate con fonti di energia rinnovabile, così come incentivi statali e detrazioni che sono messi a disposizione dal governo per cercare di favorire la diffusione dell’efficienza energetica e la riqualificazione degli edifici esistenti.

Per esempio, grazie all’Ecobonus è oggi possibile ottenere un rimborso del 65% su una serie di interventi agevolabili che ricomprendono anche la sostituzione di vecchi impianti di climatizzazione invernale in favore di nuovi impianti, o per l’installazione di un sistema termico. In questo modo è possibile sostituire il vecchio impianto termico con una pompa di calore o con un sistema ibrido, in cui una caldaia a condensazione e una pompa di calore lavorano in maniera integrata.

La presenza di una detrazione al 65% per la pompa di calore consente di ottenere un rimborso piuttosto significativo, considerato che si può recuperare più della metà di quanto speso per questo investimento, con un importo massimo di detrazione di 30.000 euro.

Un’altra possibilità di poter installare la pompa di calore risparmiando è quella introdotta con il Decreto Rilancio, che ha previsto la possibilità di convertire la detrazione fiscale in sconto in fattura. La misura permette di trasformare la detrazione di imposta che si potrebbe ottenere e utilizzare in sede di dichiarazione dei redditi in uno sconto diretto applicato dall’azienda che vende l’impianto termico o dalla ditta che effettua l’intervento di installazione. Ne deriva un risparmio immediato, considerato che il fruitore di questa opportunità dovrà pagare solamente una parte dell’intero investimento.

Non solo. Se la sostituzione dell’impianto di climatizzazione invernale con pompa di calore o con sistema ibrido avviene rispettando quanto richiesto dal Superbonus 110%, l’incentivo per lo sconto in fattura può arrivare anche al 110%: per usufruire di tale possibilità, però, l’intervento deve garantire il miglioramento per l’edificio uso residenziale di almeno due classi energetiche.

In ogni caso, ricordiamo che la legge prevede che lo sconto in fattura sia sempre realizzabile per le operazioni di acquisto e di installazione di una pompa di calore, indipendentemente dalla percentuale della detrazione d’imposta ottenibile in funzione dell’intervento eseguito (Ecobonus o Superbonus). Pertanto, ne deriva che sia ricorrendo alla detrazione nella misura del 65%, sia ricorrendo a quella del 110%, si può comunque domandare all’impresa che ha effettuato i lavori di usufruire dello sconto immediato in fattura, cedendo alla stessa il corrispondente credito di imposta spettante. In alternativa, il credito di imposta potrà essere ceduto a un istituto di credito o finanziario abilitato, ricevendo il controvalore in denaro, scontato  delle commissioni bancarie.

Rimane sempre inteso che sarà possibile usufruire del credito di imposta portandolo in compensazione con le imposte. 

Quando conviene la pompa di calore?

Introdotto quanto precede, cerchiamo di concentrarci sul focus del nostro odierno articolo: quando conviene la pompa di calore? Conviene una pompa di calore o una ibrida?

Per poter arrivare a una risposta utile, iniziamo con il rammentare quale sia lo scopo essenziale di questo dispositivo: la pompa di calore – come abbiamo già rammentato in buona parte – permette di trasferire energia termica, contribuendo a riscaldare gli ambenti o raffrescarli. La pompa di calore può essere anche utilizzata per riscaldare l’acqua calda sanitaria, diventando così uno strumento molto versatile, che può integrare diverse funzioni.

Fatte salve tali valutazioni iniziali, la pompa di calore è sostenuta dalla fruizione di una tecnologia piuttosto efficiente che, però, per essere tale e pienamente valida deve lavorare in specifiche condizioni. Inoltre, nella valutazione dei vantaggi della pompa di calore occorre altresì considerare i punti di attenzione, in maniera tale da effettuare un’attenta valutazione sui pro e sui contro di tale dispositivo, soprattutto nel momento in cui si affronta l’investimento in questo dispositivo che ha mediamente un costo superiore a quello di altri sistemi di condizionamento.

Ora, per comprendere la convenienza di una pompa di calore diventa fondamentale tenere in considerazione che per essere realmente efficiente la pompa di calore deve lavorare entro uno specifico intervallo di temperatura oltre il quale (al ribasso o al rialzo) la pompa di calore potrebbe non essere più conveniente.

È per questo motivo che affinché la pompa di calore possa ergersi come soluzione migliore, e per scegliere la tipologia che potrebbe essere più adatta alle proprie esigenze, bisogna considerare sia la zona geografica in cui ci si trova sia le caratteristiche tecniche dell’edificio in cui viene installata la pompa di calore.

Ancora, si consideri l’isolamento termico del proprio immobile: un’abitazione che non è correttamente isolata dagli agenti atmosferici esterni corre infatti il rischio di vanificare il contributo positivo che potrebbe essere esercitato da qualsiasi sistema di condizionamento, poiché l’energia prodotta finirà con l’essere dispersa. Le pompe di calore sono dunque tanto più efficienti quanto l’efficienza energetica dell’immobile è elevata. In caso contrario il costo dell’investimento non potrà essere mai ripagato.

Per quanto concerne infine concerne la sola funzione del riscaldamento, occorre condividere come il miglior contributo la pompa di calore potrà probabilmente darlo se in abbinamento con i radiatori a pavimento o altri sistemi di riscaldamento radianti. Difficilmente invece la pompa di calore riuscirà a incrementare la temperatura prodotta dai tradizionali radiatori…

Conviene di più la pompa di calore o la caldaia a condensazione?

Concludiamo questo nostro approfondimento sulla convenienza della pompa di calore ricordando come l’efficienza di questo impianto sia misurata in coefficiente di prestazione (o COP – Coefficient of Performance), il rapporto tra l’energia consumata per il funzionamento e quella che viene prodotta. Si tratta di un indicatore che consente di mettere in paragone il rendimento di una pompa di calore con quello di una caldaia a condensazione.

La caldaia a condensazione, infatti, in alcune ipotesi potrebbe risultare una scelta sotto il profilo energetico più conveniente di quella della pompa di calore. Per arrivare a una sintesi di ciò bisogna mettere in raffronto il costo della materia prima: nel caso della caldaia a condensazione si tratterà prevalentemente del metano, mentre nel caso della pompa di calore si tratterà principalmente dell’elettricità.

Solamente avendo in mano tutte queste informazioni sarà possibile scoprire in modo più affidabile e consapevole se la pompa di calore sia effettivamente la scelta più conveniente.

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Salve a tutti! Sono Oreste Piras, titolare di MP Impianti Tecnologici. Oggi MP Impianti è un'azienda molto apprezzata nel settore pubblico e privato, con un focus sulla consulenza energetica per l'esecuzione di lavori, la fornitura di materiali, la manutenzione e l'assistenza di impianti.
Ho iniziato a fare questo mestiere più di 20 anni fa, quando ho aperto la mia prima azienda. Da allora, mi sono dedicato a imparare tutto quello che potevo sulla produzione di energia: è stato un viaggio incredibile!