Pompa di calore: come funziona e quanto fa risparmiare

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. Vediamo allora come funziona una pompa di calore, quanto costa e consuma e quando conviene installarla.

Pompa di calore: cos’è

Cos’è la pompa di calore? Non è altro che 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, alleggerisce la bolletta e aumenta il valore commerciale dell’immobile, migliorandone la sua classe energetica. Nel breve 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 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 refrigerantesi 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: tipologie

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: consumo

Quanto consuma una pompa di calore? Generalmente 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 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

Le pompe di calore 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.
Non solo. 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. Consente di ottenere un rimborso fino al 65% delle spese sostenute per acquistare e installare l’apparecchio a pompa di calore. L’incentivo si ottiene seguendo la procedura diretta sul sito del GSE (Gestore dei Servizi Energetici). Rientrano tra le spese rimborsabili quelle per lo smontaggio e la dismissione dell’impianto di climatizzazione invernale e la fornitura e la posa in opera delle apparecchiature. Gli incentivi fino a 5.000 euro vengono erogati in un’unica soluzione a partire dal 2016, mentre quelli per cifre superiori vengono erogati a rate.

L’Ecobonus e Superbonus*

L’Ecobonus è invece una detrazione che riguarda gli interventi di riqualificazione energetica. In questo caso l’agevolazione consiste in una detrazione Irpef o dall’Ires. Rientra nella legge di Bilancio 2022 che ha riconfermato i vari bonus edilizi.
La detrazione al 65% si applica per lavori migliorativi dell’immobile per un massimo di 30.000 euro e si ripartisce in 10 rate annuali. Tra questi interventi rientra anche l’installazione delle pompe di calore ad alta efficienza. Non è però cumulabile, per gli stessi interventi, con il Bonus casa al 50% o con il Conto termico.
L’installazione di pompe di calore e sistemi ibridi rientra di diritto anche nel Superbonus 110%, ma solo a patto che venga utilizzata per sostituire un impianto di climatizzazione invernale esistente. Restano fuori dunque, le installazioni che non dispongono già di un sistema di riscaldamento. Inoltre, il Superbonus richiede l’avanzamento di almeno due classi energetiche, che verrà certificato dall’Attestato di Prestazione Energetica (APE). Anche l’Ecobonus 110% presenta dei massimali di spesa:

• 30. 000 euro per gli edifici unifamiliari o per le unità immobiliari residenziali in edifici plurifamiliari;
• 20.000 euro moltiplicato per il numero delle unità immobiliari che compongono l’edificio, per gli edifici composti fino a 8 unità immobiliari;
• 15.000 euro moltiplicato per il numero delle unità immobiliari che compongono l’edificio, per gli edifici composti da più di otto unità immobiliari.

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