Guida introduttiva alle pompe di calore
Le pompe di calore (o PdC) sono macchine che permettono di trasferire L’energia termica tra due sorgenti con diversa temperatura.
In commercio è possibile trovare pompe di calore per il riscaldamento, per la climatizzazione estiva, oppure che assolvono entrambe le funzioni.
Inoltre è possibile destinare il calore prodotto alla produzione di acqua calda per usi sanitari in abbinamento alla funzione di riscaldamento o in via esclusiva.
Questa versatilità rende le pompe di calore una soluzione tecnologia che trova applicazione in numerosi contesti.
Nella seguente immagine è mostrato il principio di funzionamento delle PdC aria/aria a ciclo reversibile riscaldamento/raffrescamento
(Copyright Rido 2016)
Non essendo un processo spontaneo, per poter funzionare una pompa di calore ha bisogno di un contributo di energia esterno.
Questo comporta una prima classificazione delle pompe di calore in funzione del vettore energetico che ne permette il funzionamento.
L’energia ausiliaria può essere:
- elettrica,
- prodotta dalla combustione,
- derivante da fonti di calore ad alta temperatura.
Le tipologie più diffuse sono le pompe di calore elettriche e quelle a gas, ma esistono anche altre soluzioni tecnologiche che si stanno dimostrando promettenti per il futuro.
Il principio di funzionamento delle pompe di calore prevede che, immettendo dall’esterno la quantità di energia richiesta dal processo, può essere fornita energia termica all’utente da 2 a 6 volte rispetto all’energia richiesta dal ciclo.
Ad esempio, una PdC elettrica può produrre da 2 a 6 kWh termici per ogni kWh di elettricità speso, a seconda della tecnologia e delle condizioni di funzionamento.
Pur essendo necessario un contributo energetico non rinnovabile, a meno che non ci sia l’abbinamento a pannelli fotovoltaici, le pompe di calore sfruttano le risorse termiche disponibili dalla natura.
Per questo, le direttive europee e la legislazione nazionale attribuisce connotazione rinnovabile alla pompe di calore, riconoscendogli un ruolo nel raggiungimento degli adempimenti imposti dagli obblighi di legge in materia.
I parametri tecnici delle pompe di calore
La grandezza di una pompa di calore viene quantificata con il Watt, unità di misura della potenza.
In particolare si fa riferimento al kW (o kiloWatt) cioè multiplo di 1000 del Watt.
Le prestazioni delle pompe di calore
La resa delle pompe di calore elettriche è definita dal COP (Coefficient Of Performance).
Mentre per le pompe di calore a gas il coefficiente di prestazione è il GUE (Gas Utilization Efficiency).
Questi valori, definiti a condizioni standardizzate, indicano la resa della pompa di calore e permettono confrontare il livello tecnologico delle pompe di calore appartenenti alla stessa categoria.
La resa delle pompe di calore non è un valore assoluto, ma è influenzato dalle condizioni ambientali e di utilizzo.
L’etichettatura energetica delle pompe di calore
Per favorire il cittadino nell’acquisto consapevole, l’unione europea ha imposto l’introduzione dell’etichettatura energetica delle PdC che, come per gli altri prodotti connessi all’energia, riassume i parametri caratteristici delle pompe di calore in modo intuitivo. In particola sono Riportate:
- la classe energetica
- la potenza sonora
- la capacità termica nominale
Per realizzare un impianto efficiente non è sufficiente acquistare una pompa di calore con alte rese, ma anche che l’impianto sia progettato e realizzato a regola d’arte, sulla base dei reali fabbisogni dell’utente.
Altri fattori che incidono sull’efficienza delle pompe di calore sono le condizioni ambientali (differenza tra temperatura interna e esterna), la tipologia di edificio di installazione della PdC, l’utilizzo che viene fatto dell’energia termica, la gestione e la manutenzione del sistema.
Classificazione delle pompe di calore
Le pompe di calore sono classificate in funzione della sorgente da cui traggono il calore e del vettore a cui lo trasferiscono.
Le fonti energetiche da cui recuperare il calore sono l’aria, l’acqua e la terra, che sono rispettivamente definite energia aerotermica, idrotermica e geotermica.
Il calore viene poi ceduto direttamente all’ambiente da riscaldare o viene immesso nel sistema di distribuzione dell’acqua per il riscaldamento.
Sono possibili le seguenti combinazioni:
Le PdC aria/aria (aerotermiche) sono ad esempio gli split/multisplit e i sistemi VRV/VRF.
Le PdC idrotermiche recuperano il calore dall’acqua di falda o, più raramente, dalle acque superficiali.
Le PdC geotermiche usano come vettore di scambio con il suolo una soluzione di acqua e antigelo definita salamoia.
Le principali tipologie di sonde di captazione del calore degli impianti geotermici possono essere a circuito chiuso e sviluppo verticale, a circuito chiuso e sviluppo orizzontale, o a circuito aperto.
Scelta della pompa di calore
La scelta della pompa di calore per le proprie necessità non è banale e richiede di fare delle valutazioni preliminari per soppesare sia i fattori economici che tecnici dell’intervento.
A secondo dell’entità dell’intervento e della tipologia impiantistica sarà necessario coinvolgere diverse figure professionali nel processo di valutazione.
in una guida introduttiva non è possibile fare un’analisi approfondita ma possono essere fatte alcune considerazioni:
- Le pompe di calore aerotermiche trovano applicazione in numerosi contesti e sono in genere installabili facilmente, ma sono influenzate dalle variazioni climatiche esterne
- Le pompe di calore idrotermiche e geotermiche richiedono opere più ingenti, ma d’altra parte possono garantire prestazioni costanti nel tempo perché prelavano calore da sorgenti più stabili
- Le pompe di calore che cedono energia termica ad un sistema di distribuzione ad acqua devono integrarsi nella configurazione impiantistica preesistente, o se ne dovrà prevedere il rifacimento
- I professionisti che concorrono alla realizzazione dell’opera sono figure fondamentali nella buona riuscita dell’intervento
- Visitare qualche impianto funzionante preliminarmente permette di farsi un’idea del funzionamento delle PdC
- Le pompe di calore permettono in genere un risparmio in bolletta, ma è importante tenere presenti i contributi energetici esterni
Incentivi per l’installazione delle pompe di calore
Nella valutazione economica è importante tenere presente che esistono delle misure di sostegno per incentivare il ricorso alle rinnovabili.
Per le pompe si calore è possibile accedere al Conto Termico e alle detrazioni fiscale (non cumulabili tra loro).
Il Conto Termico 2.0
Il Conto Termico è stato recentemente migliorato e prevede che il contributo sia corrisposto sotto forma di bonifico diretto a favore del beneficiario.
L’incentivo è distribuito in 1, 2, o 5 anni a seconda della potenza installata e dell’importo complessivo dell’intervento.
Per accedere al Conto Termico è necessario sostituire un impianto di climatizzazione esistente con pompe di calore con determinati requisiti.
A tal proposito vedi l’approfondimento dedicato agli incentivi previsti dal Conto Termico 2.0 per le pompe di calore.
E il relativo foglio di calcolo degli incentivi.
Le detrazioni fiscali
Le detrazioni invece consistono in uno sgravio fiscale in sede di dichiarazione dei redditi della durata di 10 anni.
Esistono due tipologie di detrazioni: del 50% per le ristrutturazioni edilizie e del 65 % per le riqualificazioni energetiche.
I requisiti per accedere ai due tipi di detrazioni e le procedure da seguire sono diversi tra loro.
Cumulabilità e altri incentivi
Il singolo intervento può beneficiare solo di un incentivo statale tra il Conto Termico le detrazioni del 50% e del 65%.
Inoltre possono esistere misure di sostegno economico regionali per interventi relativi all’uso delle rinnovabili.
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