Le 4 R delle pompe di calore: Raffreddamento, Riscaldamento, Risparmio e Rinnovabile

Pubblicata da il nov 17, 2014 in Notizie | 0 commenti

 

Questa settimana cerchiamo di conoscere uno dei sistemi più interessanti applicabili alle riqualificazioni energetiche: la Pompa di Calore.

 Sebbene sia una tecnologia più che conosciuta, solo da pochi anni è entrata a pieno titolo nelle nostre case come sistema di riscaldamento.

Come funziona?

Per funzionare una pompa di calore necessita di energia, ma quella che trasferisce all’interno dell’ambiente sotto forma di calore è maggiore di quella che consuma, garantendo così un notevole risparmio. La pompa di calore sfrutta, infatti, il calore gratuito immagazzinato nell’aria, nell’acqua o nel terreno. Questo è il motivo per cui le Pompe di Calore sono state riconosciute ufficialmente come tecnologie che impiegano energie rinnovabili.

L’efficienza di una pompa di calore è misurata dal coefficiente di prestazione C.O.P. (Coefficient of Performance), che è il rapporto tra l’energia fornita (calore ceduto al mezzo da riscaldare) e l’energia elettrica consumata.

Esistono quattro tipologie fondamentali di pompe di calore: aria-aria, aria-acqua, acqua-aria, acqua-acqua, in funzione dei due fluidi utilizzati per scambiare il calore verso la sorgente esterna (primo termine) e verso quella interna dell’edificio (secondo termine).

Una soluzione molto economica dal punto di vista impiantistico e particolarmente adatta alle nostre zone climatiche è quella che utilizza come sorgente termica esterna l’aria, che ha il vantaggio di essere disponibile sempre e ovunque; un limite di questa tipologia è dato dal fatto che la potenza resa dalla pompa di calore decresce con il diminuire della temperatura dell’aria esterna.

Soluzioni più complesse ma che garantiscono maggiori prestazioni utilizzano altre sorgenti alternative le acque di falda, di fiume, di lago, di mare e il terreno.

L’acqua (di falda, di fiume, di lago, di mare) come sorgente fredda garantisce prestazioni costanti e migliori rispetto alla sorgente aria in quanto non risente delle condizioni climatiche esterne; necessita però di opere di prelievo e di scarico soggette a vincoli legislativi.

Il terreno come sorgente fredda garantisce buone prestazioni energetiche e ha il vantaggio di subire minori sbalzi di temperatura rispetto all’aria. Grazie al fatto che il terreno può essere considerato a temperatura praticamente costante durante tutto l’anno, le pompe di calore a terreno mantengono sempre un’elevata efficienza.

Per sfruttare il terreno come sorgente è necessario installare nel sottosuolo sistemi di scambio termico a circuito chiuso all’interno dei quali circola una soluzione di acqua e antigelo o di sola acqua. Le pompe di calore a terreno richiedono ampie superfici in cui interrare le tubazioni, nel caso di sonde orizzontali, o comportano operazioni di perforazione, nel caso di sonde verticali.

Quali soluzioni scegliere?

Nella scelta di una sorgente è fondamentale considerare sia gli aspetti economici sia le caratteristiche del sito di installazione, è di conseguenza una valutazione che deve essere effettuata caso per caso.

Quali sono i vantaggi?

  • Rappresentano una valida alternativa ai tradizionali sistemi di riscaldamento a combustione; costituiscono uno dei sistemi di climatizzazione (utilizzabile tutto l’anno) attualmente più efficiente ed efficace. Consentono risparmi che vanno dal 40 al 60% di energia, con pari riduzione della CO2 e impiegano per il loro funzionamento circa il 75% di energia rinnovabile.

  • A differenza dei sistemi classici a combustione, le pompe di calore offrono anche il vantaggio di poter essere utilizzate come sistema di climatizzazione durante la stagione calda: in estate invertono il loro funzionamento e trasferiscono il calore dell’edificio verso l’esterno, raffreddando gli ambienti.

    Questo implica che l’uso di questa soluzione può comportare costi di installazione inferiori rispetto all’applicazione di una caldaia e di un condizionatore e la conseguente riduzione dei costi gestionali e manutentivi dell’impianto.

  • L’adozione di un impianto di climatizzazione con pompa di calore fa crescere la classe energetica dell’immobile.

  • Le pompe di calore non necessitano inoltre di ambienti dedicati, ne di camini o scarichi. Possono inoltre essere integrate con fonti energetiche rinnovabili, come sistemi solari termici per la produzione di acqua calda sanitaria e sistemi fotovoltaici per la generazione di elettricità.

Quali sono i costi?

  • Riguardo ai costi di investimento si osserva che, rispetto ai costi di un impianto tradizionale costituito da una caldaia abbinata a un condizionatore split, il costo della pompa di calore come apparecchio è maggiore anche se i costi di accessori e di installazione si riducono poiché si tratta di un unico impianto. Il maggior costo di investimento è qui stimato in circa 2.600 euro.

  • Tuttavia, se si analizzano i costi di esercizio dell’impianto installato, si riscontra un risparmio di circa 1.200 euro/anno rispetto al sistema tradizionale. I maggiori risparmi si hanno nella fase invernale di riscaldamento. Ciò significa che, nonostante un maggiore investimento iniziale rispetto all’impianto tradizionale, i risparmi annui consentono di avere un ritorno dell’investimento in circa 3 anni e di risparmiare, per tutti gli altri anni di vita dell’impianto.

Quali sono le criticità?

  • Una delle principali criticità è relativa alla tempistica di produzione di acqua calda sanitaria: rispetto ad una caldaia istantanea che produce acqua calda immediatamente e senza limiti, una pompa di calore riscalda l’acqua gradualmente e la conserva in un serbatoio di accumulo di capienza limitata.

  • Per funzionare bene e permettere alti comfort e bassi consumi l’abitazione deve essere ben coibentata e il sistema di emissione deve essere ottimizzato per tale utilizzo. In particolare la funzione di riscaldamento/climatizzazione estiva può essere adottato se ci sia un pavimento/soffitto radiante, altrimenti per il riscaldamento è comunque preferibile una soluzione a radiatori in alluminio.

Quando è consigliabile l’installazione di una pompa di calore per la climatizzazione?

La pompa di calore elettrica si giustifica per edifici con domanda di climatizzazione a ciclo annuo, situati in località con inverni non particolarmente rigidi. Un limite approssimativo può essere rappresentato dai comuni appartenenti alla zona climatica E con non più di 2500 gradi/giorno di riscaldamento. Fortunatamente, gran parte dei comuni italiani rientra in questa casistica.

Qual’è la maggiore potenzialità delle pompe di calore?

L’utilizzo di elettricità e i bassi consumi fa si che la tecnologia a pompa di calore si sposi perfettamente con l’integrazione con pannelli solari termici e fotovoltaici, interessante nella prospettiva dell’indipendenza energetica.

Se desiderate approfondire l’argomento contattatemi, per scoprire altre tecnologie l’appuntamento è per la prossima settimana.