Quando si parla di pompa di calore si intende un impianto che, grazie al calore presente in natura – in aria, acqua e suolo, è in grado di riscaldare un edificio.

Si tratta di una soluzione che il mercato ricerca sempre di più proprio per la sua efficienza energetica e sostenibilità, in un momento storico in cui il risparmio di energia diventa fondamentale. Da un lato vi è la necessità dei consumatori di alleggerire le bollette, dall’altro quella del Governo di indirizzare il Paese verso un futuro più green.

Del resto, gli obiettivi europei per lo sviluppo sostenibile e l’efficienza energetica prevedono di ridurre le emissioni di gas a effetto serra di almeno il 55% entro il 2030 rispetto ai livelli del 1990, in modo che l’Europa possa diventare il primo continente a impatto climatico zero entro il 2050; dobbiamo inoltre raggiungere il 32% di penetrazione delle fonti rinnovabili nei consumi di energia e ridurre del 32,5% i consumi di energia rispetto allo scenario di riferimento del 2008. Un impegno che in Italia è ribadito dal Piano Nazionale Integrato per l’Energia e il Clima 2030 e dal PNRR, che con la Missione 2 include la voce dedicata all’”Efficienza energetica e riqualificazione degli edifici”, a cui sono destinati più di 15 miliardi di euro.

Tecnici ed esperti del settore sono convinti che le pompe di calore siano un’ottima soluzione per la climatizzazione degli edifici, sia in riscaldamento che in raffrescamento e anche per la produzione di acqua calda sanitaria, senza ricorre a combustibili fossili.

Fino a non molti anni fa la diffusione delle pompe di calore non è stata molto ampia: il motivo è da ricercare in parte nella conoscenza limitata di questa tecnologia, soprattutto se confrontata a quella relativa alle più tradizionali caldaie a gas. In aggiunta, i costi da sostenere per l’installazione sono maggiori rispetto a quelli per altri impianti per il riscaldamento. Con l’avvento degli incentivi fiscali, però, questi due ostacoli vengono meno. Le persone si interessano sempre di più alle pompe di calore, perché permettono un risparmio anche del 40% delle spese in bolletta e possono beneficiare di diversi bonus, che riducono notevolmente l’impatto del costo di acquisto e installazione.

Nel 2020, secondo quanto riportato dall’EHPA – European Heat Pump Association, il segmento a livello europeo è cresciuto del 19% rispetto all’anno precedente e si registra un utilizzo sempre maggiore negli interventi di riqualificazione oltre che nelle nuove costruzioni.

Come funziona la pompa di calore per il riscaldamento

La pompa di calore è un generatore di calore, un impianto tecnologico che può essere utilizzato per il riscaldamento, il raffrescamento e la produzione di acqua calda sanitaria. Esistono diverse tipologie di pompe di calore, ma il loro funzionamento si basa sui medesimi principi. La pompa di calore, per funzionare, sottrae energia (calore) da sorgenti naturali (aria, acqua, terra) per trasferirla all’interno dell’edificio da climatizzare, alla temperatura utile.

Per il trasporto dell’energia utilizza un fluido che, una volta venuto a contatto con l’evaporatore cambia di stato trasformandosi in materia gassosa.

Tale materia viene sottoposta a pressione nel compressore e questo processo rilascia calore. Il gas confluisce nel condensatore e con il suo calore alimenta i radiatori della casa. A questo punto il fluido torna allo stato liquido e il ciclo si riavvia.

Il funzionamento è analogo a quello del frigorifero che toglie il calore dagli alimenti e lo disperde nell’ambiente attraverso la serpentina. Nel circuito delle pompe di calore è presente un fluido refrigerante che cambia stato: da liquido si trasforma in vapore e viceversa, attraverso la sinergia di un compressore, un condensatore, una valvola di espansione e infine vi è un evaporatore.

Le pompe di calore possono essere collegate a diversi impianti: radiatori e termoarredi, ventilconvettori (fan coil), unità interne come i climatizzatori e il riscaldamento a pavimento.

Se l’impianto è monovalente (solitamente si utilizzano in abitazioni nuove e in zone non molto fredde), la pompa di calore è l’unico sistema a generare calore; si dice, invece, bivalente quando il sistema è supportato da un altro generatore e questa soluzione è la più indicata nelle zone a clima molto freddo.  

Tipologie di pompe di calore e mercato

Le pompe di calore si dividono in diverse categorie a seconda della fonte da cui prelevano energia:

• pompa di calore aria aria
• pompa di calore aria acqua
• pompa di calore ad acqua
• pompa di calore geotermica

Pompe di calore aria aria

Le pompe di calore aria aria sono una soluzione impiantistica abbastanza semplice. In questo caso, viene estratto calore dall’aria esterna per riscaldare l’edificio, sempre tramite aria.

Ne è un esempio anche il climatizzatore, che molto spesso viene usato solo durante il periodo estivo per il raffrescamento.

Le pompe di calore aria aria sono molto efficienti e i massimi risultati si ottengono in zone dal clima abbastanza mite, con temperatura che non scendono sotto i -10°C e il rischio che la condensa si trasformi in ghiaccio è basso. In ogni caso, per ovviare a questo problema, i produttori hanno proposto alcuni innovativi modelli studiati ad hoc. Il riscaldamento ad aria, tramite split, non sempre convince gli utenti, ma in realtà offre anche alcuni importanti vantaggi, tra cui la velocità con cui riesce regolare la temperatura all’interno di una stanza. 

Pompe di calore aria acqua

Le pompe di calore aria acqua hanno un funzionamento simile alla tecnologia precedente, ma il calore prelevato dall’aria esterna viene utilizzato per riscaldare l’acqua, che poi circola nell’impianto di distribuzione interno. L’abbinamento ai tradizionali radiatori, per quanto possibile, non è la scelta più efficiente, in quanto è necessario portare l’acqua a temperature elevate, anche sopra i 70°C. Se, invece, si sceglie di abbinare la pompa di calore ad un sistema radiante, dove l’acqua circola a 25-30°, l’efficienza dell’impianto aumenta. Questa soluzione è forse la più diffusa nella realizzazione dei nuovi edifici.

Pompe di calore ad acqua

Le pompe di calore ad acqua funzionano prelevando calore da un’altra risorsa: l’acqua, che vene ricavata principalmente da falda o pozzi sotterranei. Rispetto agli apparecchi ad aria, le pompe di calore ad acqua hanno il vantaggio di ricorrere ad una fonte, l’acqua, a temperature più stabili e costanti, con conseguenti ottime prestazioni.

Per quanto riguarda il fluido utilizzato per il riscaldamento, a cui si trasferisce il calore generato, possono essere utilizzate sia aria, che acqua. La scelta dipende dalla tipologia di impianto di distribuzione che si vuole installare nell’edificio. 

Pompa di calore geotermica

Il riscaldamento con pompa di calore geotermica, invece, si serve del calore del terreno. Le pompe di calore geotermiche sono molto efficienti anche in climi molto freddi, perché la temperatura del terreno non subisce grandi variazioni di temperatura e si aggira intorno ai 12° per tutto l’anno.

Di contro, sono più complesse, perché utilizzano tubazioni (sonde geotermiche) da installare perforando il terreno, che possono essere disposte in verticale, andando molto in profondità, o in orizzontale. A differenza delle altre pompe di calore, richiedono una progettazione accurata e un’analisi geologica.

Quando conviene installare una pompa di calore e quale modello scegliere

Installare una pompa di calore è una scelta vincente quando l’obiettivo è quello di favorire l’efficienza energetica di un edificio, riducendo i consumi, e di aumentare la sua sostenibilità. Chiaramente, conviene investire in questa direzione e installare una pompa di calore se si eseguono anche in combinazione una serie di altri interventi sull’edificio. Se l’involucro non è isolato, gli infissi non sono performanti e l’impianto di distribuzione è vecchio e inefficiente, si rischia di vanificare l’investimento. Il consiglio è sempre quello di affidarsi ad un tecnico, che può supportare il committente e suggerire la soluzione migliore per riscaldare l’edificio in questione.

In ogni caso, una volta definito che conviene installare una pompa di calore, è necessario compiere una seconda e importante scelta: quale modello scegliere?

La scelta tra le pompe di calore presentate prima dipende da diversi fattori. Innanzitutto, va detto che i costi non sono gli stessi per tutte le pompe di calore viste e il budget a disposizione influenza sicuramente la scelta. Ad esempio, quelle geotermiche assicurano la massima efficienza, ma allo stesso tempo richiedono costi di acquisto e installazione maggiori rispetto alle altre, in quanto le opere di perforazione del terreno e di disposizione delle sonde incidono molto sul prezzo. La pompa di calore aria aria, invece, ha costi decisamente inferiori, anche rispetto a quella ad acqua. Altro aspetto da considerare è la disponibilità nei pressi dell’edificio della fonte di calore, in quanto per la pompa geotermica e quella ad acqua è necessario avere a disposizione terreno e falde per installare tutte le componenti dell’impianto.

Inoltre, è bene valutare l’impianto di distribuzione a cui si vuole abbinare la pompa di calore. Nel caso non si vogliano sostituire i radiatori esistenti, ad esempio, è bene valutare specifiche soluzioni tecnologiche, quali le pompe di calore ad alta temperatura, che possono portare l’acqua a temperature maggiori, senza perdere di efficienza. Altri aspetti da valutare riguardano la tipologia di edificio da riscaldare, l’uso che se ne fa, le dimensioni degli ambienti e il clima locale. Come anticipato, però, la soluzione migliore è quella di richiedere un adeguato studio del caso specifico, affidandosi ad un termotecnico.

Installare una pompa di calore

Sia per le pompe di calore ad acqua che per quelle geotermiche, è necessario uno studio propedeutico del genius loci: caratteristiche della fonte idrica da utilizzare e del tipo di terreno in cui l’impianto geotermico deve essere collocato. Diverso il discorso per gli apparecchi ad aria, che non necessitano di particolari analisi sul territorio.

Tuttavia è necessario avere spazi disponibili dove collocare la pompa di calore e accertarsi con un tecnico specializzato che la loro temperatura sia idonea a mantenere efficienza e prestazioni dell’apparecchio.

Questa riflessione non è solo di natura funzionale, ma anche estetica: se ci troviamo in pieno centro storico o in un’area soggetta a vincoli paesaggistici, è fondamentale capire se la pompa di calore è collocabile in qualche locale di servizio nascosto e tranquillo, altrimenti dovremo orientarci su altre soluzioni.  

Quanto costa riscaldare casa con una pompa di calore?

Il costo per il riscaldamento di una casa con una pompa di calore dipende dall’impianto installato e dalla sua efficienza, ma anche dal costo dell’energia elettrica e dalle dimensioni degli ambienti da riscaldare.

Per risparmiare davvero sul riscaldamento, una prima e fondamentale riflessione riguarda l’importanza di una corretta progettazione dell’impianto, tramite cui stimare adeguatamente la potenza da installare. Uno degli errori più frequenti, infatti, è proprio riconducibile a una potenza sovrastimata dell’impianto che va inevitabilmente ad inficiare i vantaggi di questa soluzione. Generalmente, per riscaldare casa di 100 mq con una pompa di calore è sufficiente un impianto inferiore a 10 kW. Concorrono al calcolo aspetti quali il fabbisogno termico dell’edificio (e se si vuole anche produrre ACS), la zona climatica, la temperatura esterna di progetto, le ore di riscaldamento e i gradi giorno.

In aggiunta, come già detto, anche la scelta della tipologia di pompa di calore incide sui costi per il riscaldamento. Ad esempio, se si vive in una regione del Centro Italia con un clima mite e l’abitazione non è eccessivamente grande, la soluzione migliore potrebbe essere una pompa di calore aria aria, con un investimento iniziale ridotto e godendo della massima efficienza dopo l’installazione.

Sul risparmio energetico e sui costi per il riscaldamento, poi, incide anche l’indice COP (Coefficiente di Prestazione Energetica), indicato nella nuova etichetta energetica. In base a diversi fattori, tecnologici e logistici, gli apparecchi possono presentare valori di efficienza diversa. È bene allora accertarsi che il modello scelto abbia un coefficiente COP incluso tra 3,5 e 6,5. 

Il costo di un 1kWh termico va da 0,20 a 0,25 euro circa, per quanto la variazione dei prezzi dell’energia elettrica, necessaria per far funzionare la pompa di calore, possa incidere sull’oscillazione di questo costo. Il risparmio sulla spesa annua per il riscaldamento, in ogni caso, arriva a superare il 40%.