Come funziona la pompa di calore e quando conviene?

Produrre lo stesso calore di una caldaia tradizionale utilizzando la metà dell’energia? Si può, grazie alla caldaia a pompa di calore, uno dei sistemi di riscaldamento e refrigerazione più apprezzati in ambito domestico. Insieme a un impianto di produzione di energia rinnovabile e a basso impatto ambientale, questo genere di sistema permette di risparmiare sulla bolletta.
Ma come funziona una pompa di calore? Quanto costa l’acquisto e l’installazione? Può effettivamente garantire un buon risparmio energetico? In questa guida alla pompa di calore rispondiamo a queste e ad altre domande, per poi soffermarci sugli incentivi e sulle detrazioni per questo tipo di caldaia.

Che cos'è la pompa di calore? Il significato

Cos’è la pompa di calore? Senza voler essere troppo tecnici, è possibile spiegare il suo funzionamento molto semplicemente: si tratta di una macchina capace di estrarre e trasferire energia termica servendosi di diverse forme di energia. Il funzionamento di una pompa di calore è simile a quello di un frigorifero, ma invertito: mentre con il frigorifero il calore viene estratto dall’interno ed espulso all’esterno, la pompa di calore, in base allo stesso principio, fa esattamente il contrario. Per il riscaldamento invernale e l’acqua calda sanitaria, estrae calore da una fonte naturale (aria, acqua o terra) e lo trasporta all’interno dell’edificio. Al contrario, in estate, grazie all’inversione del ciclo segue il principio valido per il funzionamento del frigorifero.

Le pompe di calore possono essere suddivise in diverse tipologie, in base al:

• Tipo di fluido utilizzato (aria o acqua),
• Tipo di terminale in ambiente (unità interne, radiatori, riscaldamento a pavimento),
• Tipo di applicazione (condomini, case indipendenti o appartamenti).

Questo tipo di impianti si integra agevolmente con altre tecnologie rinnovabili, come ad esempio il fotovoltaico o il solare termico. Un impianto a pompa di calore permette un considerevole risparmio energetico, diminuisce i consumi in bolletta e aumenta il valore commerciale dell’immobile, migliorandone la sua classe energetica. Nel lungo periodo, oltre alla riduzione dei consumi energetici, si ottiene anche un ritorno dell’investimento sostenuto per effetto degli incentivi statali e delle altre agevolazioni di cui si può beneficiare.

La pompa di calore per riscaldamento, raffrescamento o produzione di acqua sanitaria rappresenta una tecnologia applicabile oggi a diversi sistemi, alcuni esempi: il condizionatore d’aria, il congelatore, l’asciugatrice o la caldaia a pompa di calore.

Pompa di calore: come funziona

Ma vediamo nello specifico come funziona e come è fatta la pompa di calore: il suo compito è quello di trasferire energia termica da un ambiente più freddo a uno più caldo. Il funzionamento dipende da quattro elementi:

• Compressore: aspirando il fluido refrigerante si crea una differenza di pressione che fa sì che il ciclo termodinamico si avvii e funzioni,
• Evaporatore: l’apparecchiatura nella quale il fluido evapora a bassa pressione assorbendo calore,
• Condensatore: nell’evaporatore il fluido viene compresso prima di essere spinto in questa zona, dove condensa ad alta pressione rilasciando il calore precedentemente assorbito,
• Valvola di laminazione: a questo punto il fluido transita qui, dove la sua pressione viene ridotta e portato in una condizione di vapore o liquido.

In seguito, il fluido rientra nuovamente nell’evaporatore e ricomincia il ciclo. All’interno dei due scambiatori il fluido cambia di stato: da liquido a gassoso nell’evaporatore, da gassoso a liquido nel condensatore.

Pompa di calore: le tipologie degli impianti

Le pompe di calore sul mercato si distinguono in base all’alimentazione (elettriche o a gas) e, soprattutto, a seconda della fonte da cui prelevano calore: acqua, aria, terra.

Pompa di calore aria-acqua

Le pompe di calore aria-acqua scaldano l’acqua da usare per il riscaldamento o per usi sanitari prelevando il calore dall’aria esterna e ridistribuendolo negli ambienti interni dell’abitazione. Sono tra le più facili da installare ed essendo l’aria disponibile ovunque, la sua installazione non richiede particolari interventi sulla struttura dell’edificio o dell’appartamento.

Il funzionamento è semplice: l’aria prelevata dall’esterno viene scaldata usando la compressione del gas attraverso il compressore della pompa. Questa compressione genera calore che viene rilasciato dentro al bollitore. Il sistema aria-acqua è composto, di solito, da una pompa di calore accoppiata a un boiler. Tuttavia, questo tipo di pompa di calore risente inevitabilmente delle variazioni di temperatura, se si abbassa, le prestazioni dell’impianto diminuiranno.

Pompa di calore aria-aria

L’esempio più rappresentativo di pompa di calore aria-aria è il condizionatore d’aria.
Anche questa tipologia dipende dalla temperatura esterna, con l’aria che funge da sorgente termica per riscaldare o rinfrescare gli spazi interni dell’edificio. Le pompe di calore aria-aria sono dotate di scambiatori di calore, sistemi di filtraggio e deumidificazione dell’aria e sono composte da due o più unità, di cui una esterna. All’interno trovano posto il sistema di canalizzazione dell’aria e gli split, all’esterno sono invece collocati compressore, ventola per lo scambio d’aria e convertitore di calore. Quest’ultimo è il vero elemento che consuma energia elettrica.

Pompa di calore acqua-acqua

Questo tipo di apparecchi preleva calore da una sorgente idrica, generalmente l’acqua di falda (fiumi, laghi, mare, bacini artificiali o pozzi sotterranei) che è capace di mantenere una temperatura costante anche in pieno inverno.
Da una parte sono sistemi con ottime prestazioni, dall’altra parte le spese di installazione sono rilevanti, in quanto prevedono la costruzione di un pozzo con sistema di aspirazione. Il sistema può essere a circuito aperto o chiuso. In ogni caso, a monte, deve essere effettuata un’analisi geologica da parte di un esperto, per assicurarsi che ci sia una fonte idrica da cui prelevare l’energia necessaria. La pompa di calore acqua-acqua è indicata per integrarsi con i sistemi di riscaldamento che usano i radiatori.

Pompa di calore acqua-aria e terra-acqua

Anche la pompa di calore acqua-aria estrae calore dall’acqua di falda e lo restituisce all’aria interna dell’edificio. La pompa di calore terra-acqua, invece, preleva calore dal sottosuolo e se ne serve per produrre acqua calda sanitaria e calore per il riscaldamento idraulico.
Entrambi i sistemi, dunque, si servono del sottosuolo come sorgente termica di partenza. Anche se le pompe di calore geotermiche risultano più complesse da installare a causa della necessità di eseguire lavori di perforazione del terreno, sul lungo periodo risultano più efficienti di quelle ad aria. Il loro consumo energetico, pertanto, è minimo.

Pompa di calore: il consumo

Quanto consuma una pompa di calore? E quindi, quali sono i costi di gestione di questa caldaia? Chi desidera installare una pompa di calore mira ovviamente al risparmio energetico e a ridurre l’inquinamento. E infatti uno dei vantaggi principali nell’uso di una caldaia a pompa di calore è quello di limitare al minimo il consumo di energia primaria da fonte fossile. Il loro consumo è direttamente proporzionale alla potenza assorbita che varia in base al modello e, soprattutto, al fabbisogno termico dell’edificio.

Sui consumi incidono compressore e pompa di circolazione, ma questi non sono costanti. Infatti, la pompa di calore in casa assorbe una grande quantità di energia elettrica nel momento in cui viene accesa, mentre i consumi si stabilizzano e calano quando viene raggiunta la temperatura ideale.
Bisogna dunque fare riferimento alla potenza assorbita (riportata nel libretto delle istruzioni) o servirsi di un wattmetro, ossia uno strumento per la misura della potenza elettrica attiva generata su una sezione di una linea elettrica. L’efficienza di una pompa di calore si misura attraverso il COP (coefficiente di prestazione), che calcola il rapporto tra energia termica prodotta e consumata.

Pompa di calore: costo

Quanto costa una pompa di calore? Va detto che questi dispositivi possono essere monovalenti, se rappresentano l’unico generatore di calore, o bivalenti, se l’impianto è supportato da un generatore per riscaldare. In questo secondo caso la pompa di calore installata copre il fabbisogno solo fino a una certa temperatura esterna, chiamata punto di bivalenza.
A questo sistema va abbinata una fonte alternativa, come una caldaia, che subentri nel momento in cui la pompa smette di svolgere la propria funzione.Nel costo delle pompe di calore è incluso l’acquisto della pompa e la sua installazione. Ma questo importo può variare in base alla tipologia di pompa, dall’impianto (sonde orizzontali o verticali), dalla potenza richiesta e dal livello di efficienza.

Pompa di calore: vantaggi e detrazioni

Finora abbiamo avuto modo di elencare una serie di vantaggi offerti dalla pompa di calore: dall’utilizzo di fonti di energia rinnovabile all’incremento dell’efficienza energetica, passando per la riduzione dei consumi e dei costi in bolletta. Ma non è tutto qui, l’acquisto di una pompa di calore permette anche di accedere ad alcuni incentivi statali e detrazioni messi a disposizione dal governo per favorire la diffusione dell’efficienza energetica e la riqualificazione degli edifici esistenti.

Il conto termico

Il conto termico è un incentivo introdotto nel 2012 con lo scopo di sostenere l’incremento dell’efficienza energetica e la produzione di energia termica proveniente da fonti rinnovabili. Nel 2023 si parla più propriamente del conto termico 2.0, che entra in gioco per tutti i sistemi di climatizzazione a pompa di calore con coefficienti di prestazione tra 3,9 e 5,1, solo per sostituzione di impianti precedenti. Il conto termico 2.0 prevede un incentivo massimo del 65%, erogato in 2 anni per le caldaie fino a 35 kW e in 4 anni per quelle più potenti.

Il superbonus al 90%

Per usufruire del Superbonus al 90% per l’installazione di una pompa di calore è necessario aver effettuato un doppio salto di classe energetica, così da godere della detrazione dall’Irpef nei successivi 5 anni. Nella maggior parte dei casi il bonus è fissato per il 2023 al 90%, restando al 110% solo in casi eccezionali (in generale, per edifici che hanno richiesto il titolo abilitativo entro la fine del 2022).

L’ecobonus al 65%

L’ecobonus è applicabile per tutti i sistemi di climatizzazione con pompa di calore ad alta efficienza, per portare in detrazione dall’Irpef o dall’Ires il 65% della spesa, per i successivi 10 anni. Va detto che non è cumulabile con altri incentivi, e che il limite massimo di spesa detraibile è fissato a 30 mila euro.

Detrazione del 50%

Questa detrazione per le ristrutturazioni edilizie è prevista per qualsiasi pompa di calore, anche non ad alta efficienza, purché finalizzata al risparmio energetico. Qui si parla della detrazione del 50% dall’Irpef per i successivi 10 anni, fino a un massimo di 96.000 euro per edificio.

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