Pompe di calore per riscaldare e raffrescare: vantaggi e svantaggi

La necessità di impiegare energia “verde” è sempre più sentita e condivisa in tutti i campi, soprattutto per il riscaldamento; la pompa di calore rappresenta in questo senso la migliore soluzione, il sistema più avanzato per la climatizzazione a risparmio energetico che utilizza fonti rinnovabili. Esiste in tre versioni: aria-acqua (la più usata), acqua-acqua, terra-acqua, da scegliere in base alle condizioni climatiche e alle esigenze.

A che cosa servono le pompe di calore

Per il riscaldamento, il raffrescamento e la produzione di acqua calda sanitaria, la tecnologia delle pompe di calore – per rendere confortevole l’ambiente domestico – sfrutta l’energia termica proveniente da fonti rinnovabili esterne come l’aria, l’acqua e il sottosuolo, per il riscaldamento, il raffrescamento e la produzione di acqua calda sanitaria.

In questo modo è possibile produrre calore senza utilizzare combustibili fossili, utilizzando fonti di energia totalmente rinnovabili e gratuite.

Le pompe di calore aria-acqua aria-acqua ad alta temperatura Vitocal 250-A e 252-A di Viessmann permettono di modernizzare e rendere efficienti gli impianti. Sono apparecchi reversibili per il comfort riscaldamento, raffrescamento e produzione di acqua sanitaria in tutte le stagioni. Raggiungono una temperatura di mandata fino a 70 °C, quindi si possono abbinare a un impianto a radiatori esistente. Utilizzano il gas refrigerante naturale R290 (propano) che rispetta l’ambiente aggiudicandosi l’etichetta Climate Protect+++. Si possono gestire con app ed esprimono il loro massimo potenziale quando inserite all’interno del sistema integrato con moduli fotovoltaici. Classe energetica fino ad A+++ (Scala da G ad A+++). http://www.viessmann.it

I vantaggi delle pompe di calore

In alternativa alle soluzioni che impiegano combustibili fossili, le pompe di calore presentano il grande vantaggio di sfruttare in modo sostenibile gli elementi della natura e di avere un notevole risparmio in bolletta. Con enorme beneficio dell’Ambiente e della sua salvaguardia.

Pompe di calore diverse, a seconda della fonte di energia

Le pompe di calore non sono tutte uguali, infatti si distinguono per la fonte di energia utilizzata:

• pompa di calore aria-acqua: sfrutta l’energia termica contenuta nell’aria esterna per trasferirla all’acqua dell’impianto;
• pompa di calore aria-aria: trasferisce l’energia termica tra l’aria esterna e l’aria interna per raffrescare o riscaldare gli ambienti (ad esempio, le unità di climatizzazione interne sono pompe di calore aria-aria);
• pompa di calore acqua-acqua: tipologia che sfrutta l’energia termica dell’acqua di falda;
• pompa di calore geotermica: utilizza l’energia termica proveniente dal suolo.

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Pompa di calore aria-acqua: come funziona il sistema più diffuso

Questo impianto “cattura la temperatura” dell’aria e la trasferisce all’acqua che scorre nel circuito della casa. Si compone di due unità, una interna e una esterna

Nelle pompe di calore aria-acqua, il sistema più diffuso, l’aria esterna viene impiegata in un ciclo frigorifero che trasferisce il calore da un fluido più freddo (l’aria esterna appunto) ad uno più caldo, ossia l’acqua dell’impianto di riscaldamento e/o dell’acqua sanitaria.

Ma la pompa di calore può anche essere utilizzata per il raffrescamento, poiché è in grado di trasferire il calore da un fluido più caldo (l’acqua dell’impianto) ad uno più freddo (l’aria esterna), con lo stesso principio base di funzionamento di un frigorifero.

La pompa di calore riesce a estrarre calore dall’aria esterna alla casa, anche con temperature sotto gli zero gradi. Naturalmente, la resa ottimale si ottiene quando la temperatura oscilla fra 0 e 10 °C. Sono le macchine più semplici da installare (spesso anche le meno costose), ma danno il meglio in località dove gli inverni non sono troppo rigidi: le loro prestazioni calano sensibilmente sotto i 5-7 °C. L’apparecchio riesce a riscaldare lo stesso, ma per farlo consuma più energia elettrica.

Strutturalmente, questo apparecchio somiglia a un normale climatizzatore (che, in effetti, altro non è che una pompa di calore aria-aria): si compone di un’unità esterna e di una interna. La prima può essere collocata al suolo oppure a parete con apposite staffe, anche sul balcone. In quest’unità la temperatura del freon viene abbattuta a valori molto bassi, in modo che possa assorbire tutto il calore presente nell’aria. Poi, passando attraverso compressori e condensatori, il fluido diventa ancora più caldo: quando giunge in prossimità dell’unità interna, è pronto per rilasciare tutto il calore accumulato, riscaldando l’acqua delle tubazioni del circuito di riscaldamento e quella dell’impianto idrico-sanitario.

I vantaggi della pompa di calore aria-acqua

L’impiego di un sistema di questo tipo ha quindi diversi vantaggi, che sintetizziamo:

• un unico impianto per il comfort di casa per il riscaldamento, il raffrescamento e la produzione di acqua calda sanitaria 
• la possibilità di collegarlo a un impianto fotovoltaico 
• consumo di energia “verde”
• nessuna emissione nociva nell’Ambiente.

Utilizzando l’aria esterna, gratuita e rinnovabile, come fonte primaria, la pompa di calore rispetta l’ambiente.

Inoltre permette di risparmiare sui costi di riscaldamento (30-40% ma dipende dalle condizioni ambientali) ed è possibile usufruire di bonus fiscali.

Questo tipo di sistema permette di aumentare anche la classe energetica dell’abitazione e il valore dell’immobile.

La pompa di calore aria-acqua può anche essere collegata a un impianto fotovoltaico che produce energia elettrica grazie alla luce gratuita del sole, portando ulteriori risparmi.

• Poco costoso.
• Installazione semplice (come un condizionatore).

Svantaggi

• Resa non costante, vincolata alle condizioni atmosferiche.
• Non idoneo per località con inverni rigidi e lunghi. Per funzionare ha bisogno di energia elettrica, per questo la sua convenienza si riduce se la temperatura esterna dell’aria è bassa. Quindi in località con inverni rigidi può essere meno consigliabile e va abbinata a una caldaia a condensazione che interviene quando necessario.

GLI ALTRI DUE SISTEMI DI POMPA DI CALORE

Sistema Acqua-Acqua

In questo caso si utilizza “acqua” sia come fonte di calore sia come fluido di lavoro all’interno del circuito. Viene sfruttata quella di falda, fiume, lago o mare

Poiché a una determinata profondità queste acque rimangono a temperatura costante anche in pieno inverno (di solito attorno ai 15 °C), le pompe di calore acqua-acqua hanno una resa maggiore di quelle aria-acqua. I lavori d’installazione, per contro, sono più invasivi perché prevedono la trivellazione per raggiungere la quota alla quale si trova l’acqua.

Con un dispositivo in profondità
Per collocare una machina acqua-acqua, è necessaria la trivellazione del terreno per installare in profondità la pompa sommersa che servirà a condurre l’acqua fino all’evaporatore dell’impianto. Qui viene estratto il calore da fornire al circuito idrico di casa, secondo un ciclo simile a quello della versione aria-acqua. Un’altra tubatura assicura all’acqua il percorso inverso, fino allo scarico nel terreno.
L’unità dell’impianto che provvede al riscaldamento del fluido (o al suo raffreddamento, in caso di ciclo inverso) va collocata in una cantina o in un box e occupa più o meno lo spazio di un normale elettrodomestico.

Le prestazioni possono essere di eccellenza se l’acqua è disponibile a profondità ridotta.

Sistema terra-acqua

Il calore per riscaldare l’acqua della casa viene prelevato direttamente dal terreno: si sfrutta quello geotermico del nostro Pianeta

Nel sottosuolo, infatti, la temperatura ha oscillazioni minime e, a una determinata profondità, si riescono a trovare 12-15 °C tutto l’anno. Le pompe che sfruttano la geotermia sono le più complesse: bisogna installare le tubazioni all’esterno della casa, a circa un metro e mezzo di profondità se poste in orizzontale, oppure ben oltre i 4 metri nel sottosuolo, se montate in verticale: è possibile raggiungere anche gli 80 metri di profondità.

Grazie a una sonda nel terreno
Per sfruttare il calore del terreno, è necessaria una sonda sotterranea, ossia un circuito chiuso di tubazioni all’interno delle quali scorre il fluido che assorbe il calore dalla terra. Se le tubazioni vengono poste in verticale si raggiunge una maggiore profondità nel suolo e serve meno distanza; se vengono invece poste in orizzontale, la porzione di terreno interessata sarà superiore.
Il collocamento dell’impianto, quindi, non sarà condizionato soltanto dalla ricerca della giusta temperatura, ma anche della proprietà del terreno e dalla presenza o meno di vincoli.

Vantaggi

• Resa costante, non influenzata dalla condizioni atmosferiche.
• Si può fare a meno della tradizionale caldaia a gas.
• Idonea in ogni ambiente.

Svantaggi

• Installazione molto costosa e invasiva.

Le nuove pompe di calore

La pompa di calore aria acqua HP_Ower One R di Unical sfrutta la tecnologia full inverter per ottenere alta efficienza di prestazioni. Funziona fino a -20 °C e la temperatura dell’acqua raggiunge 60 °C. Ha classe energetica A+++. È adatta per case uni e plurifamiliari. Costa da 4.900 euro + Iva. http://www.unicalag.it

Riscalda e rinfresca la pompa di calore aria-acqua Vitocal 200 S di Viessmann, con sistema full inverter modulante e unità interna compatta a split. Può gestire un altro apparecchio rendendo il sistema ibrido, e collegare a un impianto fotovoltaico. Ha potenza da 4 a 16 kW, classe energetica fino ad A+++ (Scala da G ad A+++). http://www.viessmann.it

3in1 Mono di Innova è monoblocco canalizzata, senza unità esterna, composta da un’unità pompa di calore e un modulo ACS con bollitore da 200 litri. Vanno fatti due fori in una parete esterna, per immettere aria esterna ed espellere quella interna. In classe energetica A++, costa da 7.500 euro + Iva. http://www.innovaenergie.com

Riscalda e rinfresca Estia R32 All in One serie 2 di Toshiba, che ha l’unità interna con bollitore integrato in acciaio inox da 210 litri, per l’acqua calda sanitaria. Misura L 59,5 x P 67 x H 170 cm. Funziona da -25 °C a +43 °C, ha potenza da 4 a 14 kW ed è fino alla classe A+++. http://www.toshibaclima.it

La pompa di calore Vestalis® di Cordivari utilizza il refrigerante naturale a basso impatto ambientale R290. Riscalda, rinfresca e produce acqua calda sanitaria, ha ciclo antilegionella. Funziona da -25 °C a +45 °C ed è in classe A+++. Grazie al modulo wi-fi integrato si può gestire con app. http://www.cordivari.it

Estetica total black per Hi-Therma Monoblocco R290 di Hisense che raggiunge una temperatura dell’acqua di 75 °C, senza riscaldatore elettrico. Indica in tempo reale il risparmio energetico e le emissioni di CO2, monitorando i consumi. Ha wi-fi integrato per il controllo a distanza. it.hisense.com

Therma V R290 di LG Electronics utilizza il gas refrigerante R290, a basso impatto ambientale. Funziona con temperature fino a -28 °C e genera acqua calda fino a 75 °C. Ha potenza da 9 a 16 kW, è in classe energetica A+++. Con l’app LG ThinQ si può gestire a distanza da smartphone. http://www.lge.com

Aquarea T-Cap serie M di Panasonic funziona fino a -20 °C senza utilizzo di riscaldatore elettrico e riscalda l’acqua sanitaria fino a 65 °C. Utilizza il refrigerante naturale R290, ha compressore inverter e si può abbinare ai radiatori. Si controlla con telecomando o con app. È in classe A+++. http://www.aircon.panasonic.eu/IT_it

Ibride

Il sistema ibrido Luna Hybrid Alya H di Baxi integra pompa di calore inverter con potenza da 4 a 10 kW e caldaia, che riscaldano e producono acqua calda. La caldaia di potenza 28 kW è compatta: misura L 39,5 x P 44,1 x H 72,6 cm. La gestione avviene con un unico pannello di controllo. Classe fino A+++. http://www.baxi.it

systemHYBRID di Vaillant si compone della pompa di calore aroTHERM plus, che utilizza il gas refrigerante naturale R290 ed è in classe A+++, e dalla caldaia a condensazione ecoTEC plus. Con la centralina sensoCOMFORT si può gestire il funzionamento dell’impianto. Costa da 11.634 euro + Iva. http://www.vaillant.it

Sphera Evo 2.0 EasyHybrid Box di Clivet comprende la pompa di calore ibrida aria-acqua di potenza da 4 a 16 kW, che funziona con temperature da -25 °C a +43 °C. La caldaia è integrata, per la produzione di acqua calda istantanea. Scalda con i radiatori esistenti e si può gestire a distanza. http://www.clivet.com

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