Pompa di Calore? Si grazie!

Le pompe di calore permettono di riscaldare la propria abitazione in modo ecosostenibile e conveniente, facendo bene all’ambiente e alle tasche delle famiglie.

Sulla carta i vantaggi delle pompe di calore sono ineguagliati da qualsiasi altro generatore di calore, a patto di far funzionare la macchina nelle condizioni ottimali.

Accanto a questo, la particolare convenienza che c’è oggi nell’installare un riscaldamento a pompa di calore in sostituzione di un vecchio impianto è dettata dalla possibilità di scegliere tra varie forme di detrazioni fiscali e incentivi:

• Ecobonus 65% e al Bonus casa 50%, confermate fino a fine 2024
• Superbonus, dove consentito
• Conto Termico 2.0

Perché installare un impianto a pompa di calore? 4 motivi importanti

1. Sostenibilità ambientale

Una pompa di calore è utilizzata per riscaldare gli ambienti e produrre acqua calda sanitaria in maniera sostenibile perché sfrutta una fonte rinnovabile gratuita: cattura il calore presente nell’aria esterna (anche quando si è sotto zero nell’aria è sempre presente una quantità di calore sfruttabile!), nell’acqua di falda o nel sottosuolo (in questo caso con una pompa di calore geotermica) e la trasferisce mediante un ciclo frigorifero all’acqua dell’impianto di riscaldamento, a fronte di un consumo abbastanza contenuto di energia elettrica. Non bruciando fonti fossili (come gas metano e gpl), una pompa di calore non emette CO2 né altre sostanze inquinanti.

La diminuzione delle emissioni inquinanti nell’atmosfera ha effetti benefici sulla salute di tutti noi. Le pompe di calore aiutano a migliorare la qualità dell’aria riducendo di conseguenza anche le malattie delle vie respiratorie e le allergie. Un ultimo aspetto, non meno importante, è l’impatto a livello paesaggistico: le pompe di calore non richiedono l’installazione di canne fumarie nell’abitazione, il che le rende poco invasive dal punto di vista estetico.

Per questi motivi le pompe di calore rappresentano l’impianto ideale della casa del futuro, senza gas e già proiettata al perseguimento degli obiettivi per contrastare il cambiamento climatico fissati per il 2030.

2. Efficienza energetica

Una pompa di calore rende all’impianto molta più energia di quella che consuma, con un’efficienza che varia al variare delle temperature di lavoro.

Il parametro che individua l’efficienza della pompa di calore è il COP (Coefficient of Performance), determinato dal rapporto tra la potenza termica prodotta (kW) e la potenza elettrica assorbita (kW). Determinate condizioni di funzionamento (come ad esempio le condizioni nominali per la stagione invernali) prevedono di calcolare il COP con l’aria esterna a 7°C e con la temperatura dell’impianto di riscaldamento a 35°C, condizione termica ideale per impianti radianti.

Lo stesso valore misurato lungo tutta la stagione invernale è chiamato Seasonal COP (SCOP) ed è la grandezza più utilizzata dai progettisti per valutare la convenienza di una pompa di calore rispetto alla caldaia.

In una pompa di calore l’acqua calda non viene prodotta bruciando un combustibile come nelle caldaie (gas, gasolio, pellet o legna), ma il calore prodotto è l’effetto di un ciclo termodinamico (si chiama ciclo frigorifero, in quanto è lo stesso che avviene nei nostri frigoriferi di casa!) che utilizza un gas refrigerante e il lavoro di un compressore che richiede l’utilizzo di energia elettrica.

In pratica il compressore serve a “spostare” o a “pompare” (ecco il motivo per cui si chiama pompa di calore) il calore da una fonte più fredda (ad esempio l’aria esterna in inverno) a una più calda (l’acqua dell’impianto, che può essere a 35°C così come a 65/70°C), invertendo il processo naturale che prevederebbe il passaggio di calore da una fonte più calda a una fonte più fredda.

Abbiamo detto che il calore destinato all’impianto è maggiore di quello consumato: dal momento che l’energia non si può creare, bisogna specificare che la differenza tra i due valori è rappresentata semplicemente dall’energia estratta dalla fonte di calore a temperatura più bassa.  Quindi possiamo dire che, il calore è generato da un fornitore “green” che nel caso di una pompa di calore aria/acqua, è proprio dell’aria dell’ambiente esterno.

Per esempio: se la pompa di calore fornisce 5 kW all’impianto di riscaldamento a fronte di un consumo elettrico di 1 kW, il COP risulta pari a 5  e il calore estratto dall’aria esterna è pari a 4 kW. A tal proposito, Vitocal 200-S di Viessmann possiede un COP fino a 5,1 con A7/W35.

3. Risparmio

Produrre energia termica utilizzando una fonte rinnovabile gratuita assicura, in linea generale, un risparmio sui costi dei sistemi di riscaldamento rispetto alla tradizionale caldaia a gas.

Il risparmio è tanto maggiore quanto più è alto il rendimento della pompa di calore durante la stagione invernale (il SCOP). 

Abbiamo visto prima che questo risparmio dipende dalle condizioni di funzionamento della pompa di calore; ritornando all’esempio della pompa di calore aria-acqua, le condizioni di funzionamento sono la temperatura di mandata dell’acqua all’impianto (che può variare da 30 a 70°C) e la temperatura dell’aria esterna.

Più è alta la temperatura dell’acqua calda più è elevato il lavoro del compressore necessario per “pompare” il calore, quindi, sarà più basso il rendimento della macchina (SCOP) e il risparmio generato rispetto alla caldaia.

Allo stesso modo, il rendimento della macchina scende quanto più è bassa la temperatura dell’aria esterna.

In ogni caso, i costi generati per coprire i consumi di energia elettrica della pompa di calore possono essere ridotti, anche di molto, abbinando alla pompa di calore un impianto fotovoltaico (meglio se con un sistema di accumulo elettrico).

Per approfondire i risparmi ottenibili da un sistema di riscaldamento con pompa di calore abbinata a fotovoltaico, leggi anche “Consumi quasi a zero con pompa di calore, pavimento radiante e fotovoltaico”.

Il funzionamento stagionale della pompa di calore, la valutazione del risparmio rispetto a un sistema tradizionale o quello legato all’installazione di un impianto fotovoltaico (con o senza accumulo elettrico) sono tra i motivi per cui è indispensabile affidarsi a un Progettista.

4. Dimensionamento dell’impianto

Per compiere la scelta più idonea e accurata della macchina da comprare ed installare, è indispensabile calcolare il corretto dimensionamento della pompa di calore. Si intende la potenza della pompa di calore espressa in kW, che può differire di molto da abitazione in abitazione.

Anche questo aspetto rende molto differente l’approccio alle pompe di calore rispetto alle caldaie dove la potenza della caldaia stessa era sempre molto generosa rispetto ai fabbisogni.

E’ tipico parlare di caldaie da 24 kW, da 28 kW o da 34 kW (è importante che si rimanga sotto il limite dei 35 kW) mentre le pompe di calore di taglia residenziale hanno potenze da 4 kW a 16 kW circa.

In un’abitazione, l’installazione di una specifica pompa di calore con una determinata taglia di potenza, potrebbe risultare idonea mentre la stessa macchina, per un’altra abitazione, potrebbe risultare sottodimensionata se non addirittura sovradimensionata. Questo porta ad uno spreco di energia e consumi elevati in bolletta.

Per procedere al calcolo del dimensionamento della pompa di calore occorre disporre di alcuni dati necessari:

• Fabbisogno termico;
• Zona climatica;
• Temperatura esterna minima di progetto;
• Gradi-giorno;
• Ore di riscaldamento giornaliere consentite.

Un Progettista qualificato inoltre, dovrà tener conto di altre variabili legate anch’esse al contesto e che richiedono tassativamente di un sopralluogo:

• Per cosa verrà utilizzato l’impianto? Valutare se solo per riscaldamento o anche raffrescamento e/o produzione di acqua calda sanitaria;
• Qual’è il grado di isolamento termico dell’edificio;
• Quali sono i terminali utilizzati nell’impianto di riscaldamento ? S’intende la scelta tra termosifoni, riscaldamento a pannelli radianti, ventilconvettori, ecc., i quali richiedono diverse temperature di mandata.

L’obiettivo del progettista deve essere quello di prevedere la pompa di calore di potenza minore ammissibile (compatibilmente con i fabbisogni dell’edificio) per consentire alla macchina di lavorare più tempo possibile sfruttando la capacità di modulazione ed evitando continue accensioni e spegnimenti.

Altri validi motivi per scegliere un impianto in pompa di calore

5. Riscaldamento e raffrescamento

Le pompe di calore reversibili sono utilizzate per riscaldare e rendere calde le stanze di casa, ma non solo. Posso anche fungere alla funzione di raffrescamento estivo degli ambienti, facendo circolare acqua “refrigerata” all’interno dei circuiti degli impianti. Questo avviene, semplicemente, invertendo il ciclo di funzionamento della macchina: il calore viene catturato dall’interno dell’abitazione e trasferito all’aria esterna. In questo modo, si può sfruttare un unico impianto per una duplice funzione, facendo a meno del “classico” condizionatore ad aria.

6. Il valore della casa aumenta

Con un sistema di riscaldamento efficiente che introduce l’utilizzo di fonti rinnovabili sale anche la classe energetica dell’abitazione. Ciò significa che, in fase di compravendita, il valore dell’immobile sarà più elevato; non solo: la casa diventerà più appetibile e sarà venduta più facilmente in futuro.

7. Zero canne fumarie

Rispetto a un impianto di tipo tradizionale con caldaia, una pompa di calore funziona senza richiede di predisporre una canna fumaria, dal momento che non brucia nulla e che non genera prodotti di combustione da evacuare.

Questo è un aspetto che va considerato nelle nuove costruzioni ma anche nelle riqualificazioni, dove si può evitare la verifica e messa a norma dello scarico fumi.

Riscaldamento a pompa di calore: perché no?

1. Fattibilità

Non è sempre possibile (o consigliabile) utilizzare una pompa di calore come impianto di riscaldamento, anche se con le moderne macchine che possono funzionare ad alta temperatura questa possibilità è piuttosto rara.

Una prima condizione riguarda la sorgente di calore rinnovabile: aria, acqua, terra.

Per le soluzioni con acqua di falda o superficiale deve esserci disponibilità della risorsa idrica e delle autorizzazioni per poterla utilizzare. Per le soluzioni geotermiche devono essere disponibili gli spazi esterni per il sistema di scambio termico con il terreno, e la tipologia stessa di terreno deve essere adeguata. Le pompe di calore aria-acqua pongono meno condizioni di installazione, ma bisogna comunque verificare la possibilità di posizionare l’unità esterna prestando la massima attenzione all’aspetto della rumorosità.

2. Ingombri

Anche internamente una pompa di calore richiede spazi di installazione superiori rispetto alle caldaie.

Necessita di un accumulo per la produzione di acqua calda sanitaria e a volte, in base alla tipologia di impianto, anche di un accumulo inerziale. Esistono, però, soluzioni estremamente compatte che occupano lo spazio di un frigorifero domestico, come Vitocal 222-S di Viessmann, pompa di calore pensata per occupare il minor spazio possibile all’interno dell’edificio e assicurare un rapido posizionamento e montaggio del sistema.

3. Temperature di lavoro e terminali: come funziona una pompa di calore

Come abbiamo visto in precedenza, le pompe di calore hanno limiti operativi: significa che per dare il massimo in termini di prestazioni e rendimento devono lavorare entro determinati range di temperatura.

Le pompe di calore funzionano anche con temperature esterne particolarmente rigide, ma la loro operatività potrebbe non essere efficiente, così da risultare poco conveniente dal punto di vista economico. Inoltre, funzionando con basse temperature di mandata, i terminali dell’impianto devono essere pannelli radianti a pavimento oppure ventilconvettori, mentre i comuni radiatori non sono adatti. Per queste ragioni è stata progettata la nuova gamma di generatori di calore a propano che hanno la peculiarità di poter lavorare con ottimi rendimenti fino a 70°C, in particolare la pompa di calore aria-acqua Vitocal 250-A.

Anche il livello di isolamento termico dell’edificio influisce molto sull’efficienza dell’impianto a pompa di calore.

Quale pompa di calore è più adatta alle mie esigenze?

Tendenzialmente si pensa che le pompe di calore possano essere installate soltanto in edifici nuovi, in virtù delle caratteristiche energetiche delle nuove abitazioni, che le rendono meno energivore. Tuttavia, anche se si vive un’abitazione datata con una classe energetica bassa, non esiste alcuna limitazione all’ uso di questa tecnologia.

Come visto in precedenza per scegliere quale pompa di calore si adatta meglio ad una casa, è d’obbligo fare alcune considerazioni inerenti:

• alle condizioni climatiche della zona di residenza,
• al grado di isolamento termico del proprio edificio.

EDIFICI ESISTENTI NON EFFICIENTI: PERCHÉ VALUTARE UN SISTEMA IBRIDO

In immobili già esistenti, prima di installare macchine pompe di calore, dev’essere valutato l’esatto fabbisogno energetico e vanno verificate le condizioni già preesistenti dell‘impianto elettrico. Questo perché é fondamentale evitare che il costo di investimento degli impianti ed i costi di esercizio diventino antieconomici e non convenienti nel tempo.

Come già indicato in alcuni casi potrebbe essere più conveniente installare un sistema ibrido.
Un sistema ibrido rappresenta l’abbinamento di una pompa di calore a una caldaia a condensazione. Un sistema ibrido è quindi la combinazione di due generatori alimentati da una sorgente proveniente da:

• una fonte combustibile. La caldaia a condensazione è alimentata a gas GPL o metano ed è denominata unità interna perché viene installata dentro l’abitazione;
• una fonte rinnovabile. Una pompa di calore (PdC), aria-aria o aria-acqua, chiamata unità esterna perché montata all’esterno.

Un sistema ibrido può essere previsto anche quando si voglia installare una pompa di calore in abbinamento a una caldaia già esistente che si vuole mantenere in funzione. Purtroppo in questo caso l’attuale sistema degli incentivi non consente di ottenere i bonus fiscali in quanto il sistema ibrido è da considerare di nuova fornitura nella sua completezza.

EDIFICI ESISTENTI RISTRUTTURATI O NUOVI EDIFICI
Negli ultimi anni, grazie a incentivi come il Superbonus, in quegli edifici soggetti a ristrutturazione, così come nelle nuove costruzioni, la scelta di installare pompe di calore, è stata lo standard.

Questo è stato possibile grazie all’opportunità di poter rifare completamente l’impianto di riscaldamento oppure di isolare più o meno completamente l’edificio, piuttosto che per rispettare gli standard previsti per le nuove costruzioni, i cui obblighi normativi prevedono l’uso massiccio di fonti rinnovabili sia per l’impianto di climatizzazione che per acqua calda sanitaria.

Ricordiamo che una pompa di calore, può ancora oggi essere soggetta a agevolazione fiscale  grazie ai Bonus Edilizi ancora vigenti, tra cui Ecobonus e Bonus Casa.

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Credits articolo: https://www.viessmann.it