La pompa di calore è un apparecchio che è in grado di trasferire energia termica da una sorgente a temperatura inferiore a un utilizzatore a temperatura superiore.
L’energia utilizzata, quindi, non produce calore, bensì lo sposta da un ambiente ad un altro.
La pompa di calore consente lo sfruttamento dell’energia presente nell’acqua, nell’aria o nel suolo e di riscaldare l’acqua dei circuiti “idro” della climatizzazione invernale.
Va precisato che con le pompe di calore è possibile anche realizzare la climatizzazione estiva.
Esistono quattro principali tipologie di pompe di calore:
- pompa di calore aria-aria
- pompa di calore aria-acqua
- pompa di calore acqua-aria
- pompa di calore acqua-acqua.
Un’altra tipologia è rappresentata dalle pompe di calore geotermiche; queste utilizzano il terreno come sorgente termica fredda.
In un sistema aria/aria il calore viene prelevato dall’aria esterna e immesso all’interno dell’abitazione; nel caso di un sistema acqua/acqua il calore viene prelevato o da un pozzo o da una sorgente o dall’acqua di falda e viene utilizzato per riscaldare l’acqua; se il sistema è aria/acqua il calore viene prelevato dall’aria esterna e utilizzato per riscaldare l’acqua.
Una pompa di calore viene generalmente alimentata tramite la corrente elettrica tramite un compressore (in questo caso si parla di pompa di calore elettrica), ma l’alimentazione può essere fornita anche dal gas tramite un bruciatore (in questo caso si parla di pompa di calore ad assorbimento).
Le pompe di calore che funzionano con il compressore possono essere utilizzate con temperature della sorgente termica non inferiori agli 0 °C, mentre le pompe di calore ad assorbimento sono in grado di funzionare anche con temperature della sorgente termica molto più basse (fino a 18-20 °C sotto lo 0 circa).
In condizioni climatiche particolarmente penalizzanti, un impianto a pompa di calore potrebbe non essere in grado da solo di fornire il riscaldamento necessario e deve quindi essere affiancato da un altro sistema.
Le pompe di calore hanno generalmente rese eccellenti; queste vengono espresse con il COP, il coefficiente di prestazione, ovvero il rapporto tra energia resa ed energia consumata.
Un valore COP di 3 significa che per ogni kWh di energia elettrica consumata, la pompa di calore fornisce un calore pari a 3 kWh.
In zone dal clima mite, le pompe di calore hanno un COP che va da 3 a 4, ma in condizioni particolarmente favorevoli si arriva anche a 5; condizioni climatiche particolarmente sfavorevoli possono far scendere il COP sotto 3.
Pompa di calore aria-acqua
Pompa di calore: i vantaggi principali
La pompa di calore è un sistema di riscaldamento piuttosto interessante che riesce ad assicurare un notevole risparmio sulla bolletta energetica.
Ovviamente per il loro funzionamento le pompe di calore necessitano di energia (generalmente quella elettrica come accennavamo nella parte iniziale dell’articolo), ma, come abbiamo visto, quella che riescono a trasferire internamente agli ambienti è decisamente superiore a quella consumata.
La pompa di calore sfrutta il calore presente nelle sorgenti termiche che è praticamente illimitato e gratuito. Per il loro funzionamento, le pompe di calore utilizzano circa il 75% di energia rinnovabile.
Sono considerati uno dei sistemi di climatizzazione più efficienti dal momento che si calcolano risparmi in bolletta che oscillano dal 25 al 60%.
A differenza di altri sistemi, le pompe di calore possono essere utilizzate sia per il riscaldamento che per il raffreddamento.
Installare un impianto di climatizzazione basato sulla pompa di calore aumenta la classe energetica dell’edificio.
Volendo riassumere i vantaggi della pompa di calore come sistema di climatizzazione si possono quindi elencare i seguenti punti:
- alta efficienza energetica
- utilizzo di fonti energetiche rinnovabili
- riduzioni delle emissioni inquinanti
- aumento della classe energetica dell’edificio
- riduzione dei costi di esercizio
- riscaldamento e raffreddamento con un unico impianto.
Le pompe di calore possono essere integrate ad altri sistemi di climatizzazione che utilizzano fonti energetiche rinnovabili (solare termico e impianti fotovoltaici).
Va detto che, in linea generale, i costi di installazione di un impianto a pompa di calore ha costi che sono pressoché doppi rispetto a quelli di impianti di tipo tradizionale.
A seconda dei casi, quindi, possono occorrere dai 5 ai 7 anni per ammortizzare la spesa sostenuta.
Fino a poco tempo fa, uno dei talloni di Achille degli impianti a pompa di calore era relativo al riscaldamento dell’acqua calda sanitaria la cui temperatura non era mai particolarmente elevata; le pompe di calore di ultima generazione hanno però risolto in gran parte questo problema senza incidere troppo sulla convenienza dell’impianto (gli impianti che garantivano temperature più alte dell’acqua sanitaria consentivano minori risparmi.
Alcuni impianti, infine, possono essere particolarmente rumorosi ed è quindi preferibile che vengano installati esternamente.
Pompa di calore: la potenza
Facendo riferimento alla loro potenza, si possono distinguere pompe di calore piccole, pompe di calore medie e pompe di calore grandi.
Le prime hanno una potenza che non supera i 2 kWh, sono adatte ai monolocali e possono essere utilizzate anche per il riscaldamento dell’acqua sanitaria; possono essere monoblocco o split (un’unità esterna e un’unità interna); le pompe di calore di media potenza hanno una potenza che va dai 10 ai 20 kWh e sono in grado di servire più locali; possono essere monoblocco o multi-split (un’unità interna e diverse unità esterne); le pompe di calore grandi hanno potenze superiori ai 20 kWh e sono destinate a servire abitazioni di notevole dimensione oppure edifici commerciali, gruppi di appartamenti o grandi uffici; si tratta di impianti piuttosto complessi che prevedono la presenza di unità motocondensanti esterne (che servono a produrre l’acqua calda e l’acqua refrigerata) e di ventilconvettori, ovvero dei mobiletti interni che servono a immettere negli ambienti l’aria calda nelle stagioni fredde o l’aria fresca in quelle calde; mantengono anche una temperatura di comfort anche nel corso delle cosiddette “stagioni intermedie”.
Il dimensionamento e l’installazione delle pompe di calore sono questioni complesse che devono essere demandate a tecnici specializzati.
