Pompe di calore: guida sul funzionamento, vantaggi, svantaggi e incentivi

Le pompe di calore sono una tecnologia sostenibile per il riscaldamento e il raffrescamento degli edifici. In questo approfondimento esamineremo il loro funzionamento, i tipi disponibili, vantaggi, svantaggi, costi e incentivi del 2024. Concluderemo con un'analisi di un caso studio su una villetta residenziale.

Le pompe di calore (PdC) rappresentano una soluzione ecologica e versatile per riscaldare e raffrescare gli edifici. In questo approfondimento esploreremo a fondo le pompe di calore (PdC), analizzando non solo il loro funzionamento, ma anche le loro potenzialità e le principali sfide che comportano. Parleremo di aspetti tecnici come il COP (coefficiente di prestazione), la durata nel tempo e i consumi energetici, senza trascurare fattori pratici come i costi di installazione e manutenzione, di primaria importanza per ogni utente interessato al dispositivo.

Come funziona la pompa di calore?

La pompa di calore è un sistema estremamente flessibile, in grado di fornire riscaldamento e acqua calda sanitaria per tutto l’anno, utilizzando il trasferimento di calore tra due ambienti. In pratica, invece di produrre calore come fanno le caldaie, la pompa di calore sfrutta il calore dall’aria, dal suolo o dall’acqua e lo trasferisce all’interno della casa durante l’inverno. In estate, il processo si inverte, consentendo al sistema di raffreddare l’ambiente interno.

I vantaggi di una pompa di calore

Le pompe di calore offrono diversi vantaggi che, al netto del maggiore costo di investimento, le rendono nettamente superiori alla maggior parte delle tecnologie di riscaldamento:

• Basse emissioni: Le emissioni di CO₂ sono inferiori di circa il 90% rispetto a quelle emesse da un sistema di riscaldamento a gas.

• Risparmio sui costi di manutenzione: Nonostante un prezzo di acquisto più elevato rispetto ai sistemi di riscaldamento tradizionali a gas, il loro costo operativo è estremamente basso.
• Alta efficienza (COP): Converte l’energia elettrica utilizzata in una quantità di energia termica da 3 a 4 volte superiore.

• Investimento sicuro e affidabile: “La pompa di calore rappresenta il futuro del riscaldamento domestico. Un edificio dotato di pompa di calore non solo rispetta le normative ambientali, ma ne aumenta anche il valore immobiliare, grazie a un sistema di riscaldamento moderno ed efficiente.”
• Elevata flessibilità: Le diverse soluzioni in pompa di calore presenti sul mercato rendono questa tecnologia molto versatile e adattabile a diverse soluzioni di installazione, in base a posizione e tipologia di edificio.
• Deterioramento basso: Una pompa di calore non genera temperature particolarmente elevate e dannose per i materiali.

Gli svantaggi di una pompa di calore

• Necessità di spazio per l’installazione: Tra i contro della pompa di calore, bisogna considerare le eventuali difficoltà di posizionamento dell’unità esterna, perché magari non è possibile installarla a vista sulla facciata dell’edificio.

• Alti costi d’installazione: Presentano alti costi d’installazione che variano in funzione di potenza, produttore , COP e della tipologia.

• Elevata rumorosità: Le pompe di calore presentano elevata rumorosità, sia per quanto riguarda la ventilazione dell’unità esterna, piuttosto elevata, e sia per i frequenti cicli di funzionamento della pompa stessa, che comportano continui avviamenti e arresti, in media i rumori sono pari a circa 50 decibel per l’unità esterna.

Tipologie di pompe di calore

Pompe di calore acqua-acqua: Un’unità di aspirazione esterna preleva l’acqua da un pozzo di estrazione e la invia verso una pompa di calore, quest’ultima utilizza il calore presente nell’acqua sotterranea per riscaldare l’edificio e produrre acqua calda sanitaria. Dopo aver ceduto il calore all’impianto di riscaldamento, l’acqua sotterranea, ora raffreddata, viene inviata nel terreno attraverso i pozzi di assorbimento. E’ importante sottolineare che la quantità e la qualità dell’acqua del sottosuolo deve essere monitorata continuamente. Queste pompe di calore sono ideali per abitazioni con accesso a fonti d’acqua sotterranea, come pozzi. La loro installazione richiede spazio per i pozzi di estrazione e di assorbimento, quindi sono più adatte a ville o grandi appartamenti con giardini o aree esterne adeguate.

Pompe di calore aria-aria: Il funzionamento di una pompa di calore aria-aria è semplice e ingegnoso: attraverso il compressore l’energia termica dell’aria esterna viene utilizzata per generare flussi di aria calda per riscaldare gli ambienti della casa. Possono facilmente riscaldare o raffrescare gli ambienti utilizzando l’aria esterna, risultando una soluzione efficiente e a basso costo per spazi ridotti.

Pompe di calore aria-acqua: La pompa di calore aria-acqua preleva l’energia termica dall’aria esterna e la utilizza per generare calore. Questo calore viene utilizzato per riscaldare l’acqua che circola nei radiatori (termosifoni o a pavimento) e per trasferire l’energia dell’aria esterna all’interno della casa. L’aria, una volta ceduto il calore, viene rilasciata all’esterno a una temperatura più bassa (o più alta), permettendo di riscaldare o raffrescare gli ambienti e produrre acqua calda sanitaria. Le pompe di calore aria-acqua sono versatili e possono essere utilizzate in appartamenti di dimensioni medie e villette

Pompa di Calore Geotermica Terra-Acqua: Le pompe di calore geotermiche utilizzano l’energia termica stabile presente nel suolo o nelle falde acquifere sotterranee. Nel dettaglio estraggono calore dal terreno tramite un collettore verticale o orizzontale, offrendo un’elevata efficienza energetica. Per saperne di più leggi lo speciale di Rinnovabili sulla Geotermia a bassa entalpia.

COP pompa di calore, cosa è e come si calcola?

Il COP (Coefficient of Performance) è un parametro che misura l’efficienza di una pompa di calore, e ci permette di capire quanta energia termica viene prodotta rispetto all’energia elettrica consumata. Un COP elevato significa che la pompa di calore è molto efficiente, poiché genera più calore consumando meno elettricità.

Quali pompe di calore hanno il COP più alto?

Le pompe di calore geotermiche verticali sono generalmente le più efficienti, soprattutto perché sfruttano la temperatura costante del terreno o dell’acqua di falda a profondità che variano dai 50 ai 150 metri. A differenza delle pompe aria-acqua o aria-aria, queste pompe non risentono delle variazioni stagionali, garantendo un COP più stabile e elevato anche durante l’inverno.

Al contrario, pompe di calore che utilizzano l’aria esterna come fonte di calore vedono il loro COP diminuire con l’abbassarsi della temperatura esterna, poiché devono lavorare di più per estrarre il calore.

Durata delle pompe di calore

La durata media di una pompa di calore varia generalmente tra i 15 e i 20 anni, influenzata da diversi fattori, ed è comparabile a quella delle caldaie tradizionali.

È importante sottolineare che una adeguata manutenzione, unita ad una pulizia dei filtri e dei controlli periodici del sistema, può allungare in modo significativo la vita dell’unità.

Fattori che influenzano la durata delle pompe di calore

Diversi fattori possono influenzare in modo significativo la vita utile di una pompa di calore, tra cui la qualità e dimensionamento dell’installazione, l’isolamento termico e il regime di manutenzione.

• Dimensionamento corretto dell’impianto: Un’installazione accurata è fondamentale per garantire che la pompa di calore funzioni in condizioni ottimali fin dall’inizio. Il sistema deve essere dimensionato correttamente tenendo conto delle esigenze termiche della zona, del clima della zona. Un’installazione non adeguata può generare sollecitazioni meccaniche e inefficienze operative che accelerano l’invecchiamento del dispositivo, riducendone la durata di vita. Per questo è fondamentale affidarsi a professionisti qualificati e certificati per l’installazione della pompa di calore.

• Isolamento termico: Anche le condizioni di esercizio hanno un impatto importante sulla durata di vita delle pompe di calore. L’utilizzo prolungato in ambienti estremi, sia caldi che freddi, può sollecitare i componenti del dispositivo, accelerandone l’ invecchiamento.

• Manutenzione: Infine, la manutenzione occupa un ruolo determinante nel prolungare la vita utile di una pompa di calore. Una manutenzione periodica, che preveda la pulizia dei filtri, il controllo del refrigerante e l’ispezione dei componenti, può evitare malfunzionamenti e garantire un funzionamento efficiente della pompa di calore. La mancata manutenzione può causare problemi come l’accumulo di sporco e detriti, che riducono l’efficienza e aumentano il rischio di guasti. Investire in un piano di manutenzione professionale è un passo essenziale per garantire una lunga vita operativa della pompa di calore.

Suggerimenti per migliorare l’efficienza

1. Massimizzare l’isolamento termico della casa verificando che pareti, tetto, pavimento, finestre e porte siano adeguatamente isolati per minimizzare le perdite.
2. Affidarsi a un esperto: Per configurare e regolare la vostra pompa di calore in base al clima e alle specifiche della vostra abitazione.
3. Mantenere la Temperatura Costante: Le pompe di calore operano meglio con un regime stabile, per esempio per alcune tipologie è poco efficiente se si sta fuori tutta la giornata spegnere il dispositivo, per altre viceversa (come vedremo dopo).
4. Eseguire una Manutenzione Periodica: Pulizia dei filtri, controllo degli scambiatori di calore, verifica del circuito refrigerante e delle valvole.

Pompa di calore sempre accesa?

ll funzionamento della Pompa di Calore (PdC) richiede un approccio diverso nella gestione del riscaldamento domestico rispetto ad una caldaia tradizionale, poiché il calore viene prodotto e distribuito in modo differente.

Riscaldamento a pavimento o a soffitto

Questi impianti richiedono tempo (circa 5 ore) per riscaldarsi o raffreddarsi, quindi la temperatura a cui viene impostata la pdc sarà pari a 25-30°C per garantire una temperatura stabile e una buona efficienza.

Riscaldamento con fancoil

I fancoil riscaldano rapidamente. Puoi spegnere la PdC quando la casa è vuota e programmarla per accendersi 20-30 minuti prima del rientro, sfruttando le ore più calde per ridurre i consumi.

Riscaldamento con termosifoni

Con i termosifoni, è meglio mantenere la PdC sempre accesa a 45-55°C. Spegnere e riaccendere riduce l’efficienza, quindi mantenerla costante aiuta a risparmiare.

Quanto consuma una pompa di calore?

Una pompa di calore da 5 kW ha un assorbimento di energia che varia tra 500 Watt e 2000 Watt, ma il consumo effettivo di elettricità cambia durante il suo funzionamento. Ci sono due fasi principali da considerare, e considerando un tempo di funzionamento pari a 8 ore:

Fase di accensione (prima ora): Nella prima ora, la pompa di calore consuma circa 2 kWh, perché sta lavorando a piena potenza per raggiungere rapidamente la temperatura di mandata.

Fase di mantenimento (ore successive): Dopo la prima ora, la pompa consuma meno energia, circa 0,5 kWh per ogni ora successiva. Quindi, per le rimanenti 7 ore, il consumo sarà:

0,5 kWh×11 ore=5,5 kWh

Consumo totale in 8 ore: Sommando il consumo della 1° ora e delle successive 11 ore, si ottiene il consumo totale:

2 kWh (prima ora)+5,5 kWh (ore successive)=7,5 kWh

Consumi stagionali: I consumi tendono a essere maggiori durante l’inverno, con una media di circa 1.000 kWh al mese. Questo potrebbe tradursi in una spesa di circa 200 euro, a seconda dell’ampiezza degli ambienti e delle tariffe energetiche.

Prezzo Pompa di calore

I prezzi delle pompe di calore dipendono da vari fattori fra cui la tipologia (aria-aria le più economiche, aria-acqua, geotermiche), la potenza termica, il COP e il marchio. I prezzi includono l’unità esterna e interna, i componenti principali del dispositivo e le funzioni di base per il riscaldamento/raffreddamento. Generalmente non sono inclusi i costi di installazione, di manutenzione, dell’impianto di distribuzione di calore e di eventuali costi su materiali aggiuntivi come tubi, cablaggi e raccordi.

Quanto costa una pompa di calore?
In media, il costo di una pompa di calore di base va da 1.200 a 5.000 euro, ma esistono anche modelli più cari a seconda delle performance e delle caratteristiche.

Quanto costa installare una pompa di calore?

A questi costi, vanno aggiunti quelli relativi all’installazione, che possono differire in base al modello scelto e alla complessità del lavoro.

Qual è il costo di una pompa di calore per un appartamento di 100 mq?

Per un appartamento di 100 metri quadrati e ben coibentato, il costo di una pompa di calore aria-aria (senza considerare i parametri citati precedentemente) può partire da un costo iniziale pari a 3.000 euro, mentre per abitazioni senza un buon isolamento il prezzo può salire fino a 9.000 euro, comprensivi di interventi di miglioramento interni.

Quanti kW servono per riscaldare 100 mq con una pompa di calore?

La potenza richiesta per una pompa di calore dipende da vari fattori. In generale, per un appartamento di 100 mq, la potenza necessaria può variare tra 5 kW e 11-15 kW, a seconda dell’isolamento e delle condizioni ambientali.

Quanto rumore fa una pompa di calore?

Uno dei luoghi comuni sulle pompe di calore è che siano rumorose, poichè emettono un rumore costante che potrebbe disturbare il sonno dei residenti o addirittura dei vicini, in media sui 50 decibel. Più intenso è il lavoro della pompa, tanto più forte sarà il rumore, ed è per questo che le pompe di calore sono più rumorose in inverno, quando sono più stressate.

• Normative sul rumore delle pompe di calore: Se state pensando di installare una pompa di calore ma siete preoccupati per il rumore, è utile consultare la scheda tecnica del modello scelto, che riporta i decibel emessi. Le pompe di calore emettono rumori che vanno dai 30 ai 60 decibel: 30 decibel corrispondono al livello di un sussurro, mentre 60 decibel sono paragonabili a una conversazione normale. Il livello di rumorosità varia in base al modello e alla posizione in cui viene installata la pompa.

• Come ridurre il rumore delle pompe di calore: Per ridurre il rumore, è importante considerare alcuni aspetti al momento dell’installazione. Se la pompa di calore viene posizionata all’esterno, bisogna assicurarsi che la distanza dai vicini sia di almeno tre metri. Se questa distanza non può essere rispettata, esistono tecniche che possono ridurre il rumore fino a 10 decibel.

• Suggerimenti per l’installazione: Con una rumorosità media di circa 50 decibel, le pompe di calore sono paragonabili a un frigorifero. All’interno della casa, i rumori potrebbero essere amplificati da superfici come pavimenti e pareti, per questo è consigliabile non posizionare l’impianto troppo vicino ai muri, specialmente nel caso di modelli aria-acqua. Materiali come piastrelle o rivestimenti duri possono condurre il suono, per cui è preferibile un fondo isolante per ridurre il rumore.

Il boom nel mercato delle pompe di calore: crescita imminente e nuove opportunità

Il rapporto di Market Intelligence prevede che il mercato globale delle pompe di calore raggiungerà un valore di 68,71 miliardi di dollari nel 2024, con una crescita stimata fino a 109,66 miliardi di dollari entro il 2029, registrando un tasso di crescita annuo composto (CAGR) del 9,80% nel periodo 2024-2029.

L’Unione Europea presenta un mercato in più in rapida crescita adottando una strategia che prevede che entro il 2030 il 65% degli edifici commerciali sarà riscaldato con sistemi elettrici, e le pompe di calore rappresentano una delle tecnologie principali in questo settore. Leggi gli ultimi dati sulle vendite delle PdC in Europa e in Italia.

Incentivi anno 2024 per le PdC

Le agevolazioni attualmente disponibili per l’anno 2024 per chi vuole sostituire il vecchio impianto di riscaldamento con una pompa di calore elettrica sono le seguenti:

Ecobonus 65%

L’ecobonus è una delle agevolazioni fiscali più significative per chi compie interventi di riqualificazione energetica. Attraverso l’installazione di pompe di calore, l’ecobonus consente una detrazione fiscale pari al 65% della spesa sostenuta, frazionata in dieci rate annuali di pari importo.

Conto Termico

Il Conto Termico, gestito dal GSE (Gestore dei Servizi Energetici), è un incentivo che prevede un contributo diretto per interventi di miglioramento dell’efficienza energetica, coprendo dal 20% al 60% dei costi sostenuti, a seconda della tipologia di intervento e delle caratteristiche dell’impianto.

Bonus Ristrutturazioni Edilizie

Oltre agli incentivi specifici per l’efficienza energetica, le pompe di calore possono beneficiare delle detrazioni fiscali previste per le ristrutturazioni edilizie. Il bonus ristrutturazioni edilizie prevede una detrazione del 50% sulle spese sostenute, ripartita in dieci quote annuali di pari importo.

Superbonus 90%

Il Superbonus è stato introdotto con il Decreto Rilancio al 110% nel 2020, ma a partire dal 2023, la percentuale è stata ridotta. Nel 2024, la percentuale della detrazione è scesa al 90% per gli interventi di efficientamento energetico, inclusa l’installazione di pompe di calore, e continuerà a scendere nel 2025.

Caldaia o Pompa di Calore?

La caldaia a gas è sempre stata utilizzata per il riscaldamento domestico, ma ormai non viene considerata la scelta più economica ed efficiente. Questo articolo mette a confronto la pompa di calore e la caldaia a gas.

La caldaia produce calore bruciando gas, mentre la pompa di calore preleva il calore da fonti naturali come l’aria, l’acqua o il terreno, senza combustione. La pompa di calore è più efficiente, sostenibile e con costi di gestione inferiori.

• L’efficienza delle pompe di calore sovrasta quella della caldaia: La pompa di calore permette di raggiungere un’efficienza superiore del 33% rispetto a una caldaia a gas e del 60% rispetto a una caldaia a gasolio.

• Spazio: L’unità esterna di una pompa di calore aria-aria o aria-acqua misura circa 100x120x50 cm, mentre quella interna ha dimensioni di circa 180x40x40 cm. Le caldaie presentano generalmente una profondità di soli 25-45 cm, una larghezza compresa tra 40 e 50 cm e un’altezza a partire da circa 70 cm. La presenza dell’unità esterna rende la pompa di calore generalmente più ingombrante rispetto alle caldaie.

• Clima Freddo o Mite: Meglio Pompa di Calore o Caldaia a Condensazione: Nonostante le incertezze, modelli come le pompe di calore geotermiche e quelle aria-acqua offrono buone prestazioni anche a temperature esterne di -15/-20°C, mostrando una maggiore resilienza rispetto alle pompe di calore aria-aria.”

Perché dovresti passare alle pompe di calore per termosifoni?

Passare a una pompa di calore anche se hai già un impianto di riscaldamento con termosifoni può portare numerosi vantaggi, legati sia all’efficienza energetica che alla sostenibilità ambientale. Ecco alcuni motivi per cui vale la pena considerare questa transizione:

1. Efficienza energetica elevata: Le pompe di calore utilizzano una quantità minima di energia elettrica per trasferire calore da fonti naturali, come aria, acqua o suolo, all’interno della tua abitazione. Questo processo è molto più efficiente rispetto ai sistemi tradizionali che generano calore bruciando combustibili fossili.
2. Risparmio economico a lungo termine: Sebbene l’investimento iniziale per l’installazione di una pompa di calore sia generalmente più alto rispetto a un sistema di riscaldamento tradizionale, il suo funzionamento è molto più economico nel tempo, grazie ai consumi ridotti (circa sui 400 euro annui) e al minore utilizzo di energia elettrica rispetto a una caldaia a gas. Calcola quanto si risparmia.
3. Sostenibilità ambientale: Le pompe di calore riducono la dipendenza dai combustibili fossili, infatti gran parte del calore viene prelevato da fonti rinnovabili, come l’aria o l’acqua, rendendo questo sistema di riscaldamento molto più ecologico.
4. Incentivi e agevolazioni fiscali: Molti Paesi offrono incentivi per l’installazione di sistemi di riscaldamento sostenibili, tra cui le pompe di calore. In Italia, ad esempio, puoi accedere a sgravi fiscali come l’Ecobonus o il Conto Termico, che riducono significativamente il costo iniziale dell’investimento.
5. Adattabilità ai termosifoni esistenti: Anche se i termosifoni tradizionali richiedono temperature più alte rispetto a quelle fornite dalle pompe di calore, è comunque possibile integrarli con alcune modifiche, come aumentare il numero di elementi per distribuire meglio il calore a temperature inferiori.
6. Raffrescamento durante l’estate: Le pompe di calore non solo riscaldano la casa, ma possono anche fornire raffrescamento durante l’estate.

Abbinamento della PdC con impianti fotovoltaici

Un’opzione per ottimizzare i consumi della PdC è abbinarla a un impianto fotovoltaico con un sistema di accumulo elettrico o termico. Questo permette di:

1. Massimizzare l’autoconsumo dell’energia solare prodotta.
2. Ridurre la dipendenza dall’energia della rete e abbattere i costi in bolletta.