Pompe di calore: cosa sono, a cosa servono e perchè usarle

In questo articolo ti svelo tutto quello che ti serve sapere sulle pompe di calore

Lo scorso mese, nel primo articolo di questa nuova serie di post in cui rispondo ai dubbi e alle curiosità di chi non è un “addetto ai lavori” delle energie rinnovabili, ho spiegato le differenze tra fotovoltaico e solare termico (leggilo qui).

Questo mese invece ti parlerò di un altro “pezzo” importante che dovrebbe (o meglio “potrebbe”, vedremo poi perché) far parte di ogni impianto domestico ( ma anche industriale) davvero 100% green: La POMPA DI CALORE.

Cosa sono le pompe di calore

Le pompe di calore sono dei dispositivi che utilizzano fonti di calore rinnovabili, come l’aria, l’acqua, o il suolo (o l’elettricità da fotovoltaico) per riscaldare o raffreddare gli ambienti domestici.

A differenza dei sistemi di riscaldamento tradizionali, come le caldaie a gas, quindi, non emettono gas serra o altre sostanze inquinanti nell’ambiente. E sono anche altamente efficienti (vedremo anche questo meglio in seguito).

Ma come funzionano esattamente?

È una domanda che in verità richiederebbe una risposta molto lunga, poiché in commercio attualmente esistono diversi tipi di pompe di calore, basati su principi fisici e sistemi differenti.

Per farla semplice però puoi pensare a una pompa di calore come qualcosa di simile a un frigorifero. Preleva calore attraverso un fluido refrigerante dall’ambiente circostante (aria, acqua o suolo) e lo trasferisce all’interno dell’abitazione.

Proprio come il motore del frigo, solo al contrario.

Il motore del tuo frigo preleva il caldo all’interno dell’elettrodomestico e lo “sputa” fuori, nell’ambiente circostante (la tua cucina), così “crea il freddo” all’interno. 

Entrando un po’ più nel tecnico (non troppo, non temere!), il meccanismo di una pompa di calore è un ciclo termodinamico che può essere schematizzato in TRE FASI:  

1. Il fluido refrigerante scorrendo in uno scambiatore, assorbe calore dalla fonte esterna (aria, acqua, terreno) e passa dallo stato liquido a quello gassoso;
2. Il gas quindi viene aspirato nella parte del circuito interna all’abitazione, in un secondo scambiatore di calore detto “condensatore”;
3. Nel condensatore un compressore aumenta la pressione del gas, comprimendolo. Il gas quindi torna allo stato liquido e cede all’ambiente il calore accumulato.

Dopodiché il ciclo ricomincia

Ovviamente per rinfrescare un ambiente, anzichè riscaldarlo, sarà “sufficiente” invertire il ciclo di compressione e decompressione del fluido, che a questo punto preleverà il calore dall’interno dell’abitazione e lo rilascerà all’esterno. Un po’ come se la stanza fosse un grosso frigo.

Naturalmente non è proprio un’operazione così semplice come l’ho descritta e non tutti i modelli di pompe di calore sono in grado sia di riscaldare che di raffreddare gli ambienti e solo i modelli migliori (e più cari) sono in grado di farlo in maniera realmente efficiente.

Diversi tipi di pompe di calore

In genere comunque le pompe di calore non si classificano in base agli effetti che producono o alla loro efficienza, ma in base alla fonte di energia termica (calore) che utilizzano.

Le più diffuse sono le pompe di calore aria-aria e aria-acqua, che sfruttano l’energia termica dell’aria esterna per riscaldare gli ambienti o l’acqua sanitaria.

Altre tipologie sono le pompe di calore acqua-acqua, che utilizzano l’acqua di falda sotterranea come fonte di calore e le pompe di calore terra-acqua, che prelevano il calore dal terreno, sotto la linea del gelo.

Tutto chiaro fin qui?

Molto bene, allora dopo aver scoperto cosa sono e come funzionano questi “aggeggi” è arrivato il momento di porci un’altra fatidica domanda:

Quali sono i vantaggi delle pompe di calore? E gli svantaggi?

Nelle prossime righe analizzeremo i pro e i contro delle pompe di calore.
Farò del mio meglio per evitare la parte tecnica, cercando però di darti ugualmente tutte le informazioni che ti servono per avere una “bussola” e capire se questa tecnologia fa al caso tuo (e di casa tua, soprattutto!).

Naturalmente ti invito comunque, prima di decidere di installare una o più pompe di calore, a consultare un tecnico esperto (se non sai chi scegliere, scrivimi o lasciami un commento. Cercherò di indirizzarti al meglio).

E adesso che ti ho anche propinato il mio buonsenso, vediamo senz’altro quali sono

I VANTAGGI

#1 Efficienza energetica

L’ho scritto in apertura. Uno dei principali vantaggi delle pompe di calore è la loro efficienza energetica. Rispetto ai tradizionali impianti di riscaldamento, le pompe di calore utilizzano meno energia per produrre lo stesso quantitativo di calore.  Questo in genere alleggerisce le bollette e dà un po’ di sollievo alle tue tasche.

Inoltre, molte pompe di calore sono dotate di funzionalità avanzate di programmazione e controllo remoto, che consentono di ottimizzare il consumo energetico in base alle tue esigenze. Anche stanza per stanza, se vuoi (solo per le pompe di calore aria-aria, i classici “split”),

#2 Flessibilità d’uso

Anche questo l’ho già scritto, ma è un aspetto importante di questa tecnologia e merita secondo me che ci torni sopra un momento.

Come abbiamo visto, alcuni modelli di pompe di calore possono essere utilizzati non solo per riscaldare gli ambienti, ma anche per raffrescarli. Quindi con un solo sistema è possibile avere l’abitazione calda d’inverno e fresca d’estate.

#3 Basso impatto ambientale

Le pompe di calore sono considerate un’alternativa ecologica ai tradizionali impianti di riscaldamento, poiché non producono emissioni di gas di scarico, come avviene ad esempio per le caldaie a gas o ad altre fonti combustibili. Inoltre, le pompe di calore possono essere alimentate da fonti di energia rinnovabile, come i pannelli fotovoltaici, rendendo l’impianto ancora più “green”.

Tutto magnifico dunque? Le pompe di calore sono la soluzione ideale per pagare meno, inquinare meno e avere più calore d’inverno e refrigerio d’estate?

Non proprio.

Come sempre esiste anche il rovescio della medaglia. Nulla di insormontabile, intendiamoci, ma prima di lanciarti con entusiasmo ad annunciare al tuo o alla tua partner che state per cambiare il sistema di riscaldamento del vostro nido d’amore, è bene che tu sappia anche quali sono i punti deboli di questi sistemi.

Diamo un’occhiata a:

GLI SVANTAGGI

#1 Il costo iniziale

Le pompe di calore sono più costose rispetto ai tradizionali impianti di riscaldamento, e questo può rappresentare un ostacolo.

Senza entrare nei particolari, posso dirti che le pompe di calore più economiche sono quelle “aria-aria” (che estraggono il calore dall’aria per intenderci i classici split fanno parte di questa categoria), mentre probabilmente quelle più care sono i modelli “acqua-acqua” che richiedono la costruzione di un pozzo per prelevare calore dalla falda acquifera.
Tuttavia, è importante tenere presente che, qualsiasi sia il modello che si sceglie, nel lungo termine l’investimento iniziale verrà ammortizzato dalle minori spese di energia e manutenzione.

Inoltre sono previsti degli sgravi fiscali per chi installa le pompe di calore (il cd. “Ecobonus” con detrazioni fino al 65% dell’irpef, Conto Termico 2.0 oltre molto spesso anche altre agevolazioni regionali).

In questi giorni i bonus fiscali sono un po’ in discussione, ma al netto dei prossimi aggiornamenti sono sicuro che non spariranno del tutto.

#2 Ingombro e impatto estetico

Un altro punto debole delle pompe di calore è il fatto che richiedono spazio. Vanno installate all’interno dell’abitazione, ma prevedono la presenza di macchinari anche all’esterno (gli scambiatori di calore), il che può essere un problema in presenza di vincoli paesaggistici o architettonici. Inoltre, in base alla conformazione della casa o all’impossibilità di procedere in fase di progetto con una PDC centralizzata potrebbe essere necessario installare una pompa di calore in ogni stanza, con la conseguente moltiplicazione degli “aggeggi” esterni (va detto che comunque esistono soluzioni per limitare l’impatto estetico anche in questo caso). Inoltre a volte, specie nei modelli più economici, la struttura esterna può risultare un po’ rumorosa.

I produttori di pompe di calore sono assolutamente consci di questi problemi  e stanno lavorando sodo per migliorare il design delle unità, ridurne le dimensioni il più possibile (ci sono comunque dei limiti, imposti dalle leggi della termodinamica che non possono essere violati) e attenuare al massimo l’inquinamento acustico.

#3 Dipendenza dalle temperature esterne

Sempre a proposito di leggi fisiche, l’altro grande ostacolo delle pompe di calore è la dipendenza  dalle temperature esterne.

Il che significa che l’efficienza di questi sistemi può variare in base alle condizioni climatiche. In particolare, le pompe di calore ad aria hanno un calo significativo di efficienza durante i mesi più freddi dell’anno, o in zone climatiche in cui le temperature sono mediamente basse.

Naturalmente non sto dicendo che se installi le pompe di calore e poi ti capita un inverno particolarmente freddo, resterai al gelo. Intanto i prodotti di alta fascia hanno un range di funzionamento che va da -25°C a + 45°C, che sono temperature che difficilmente vengono raggiunte nel nostro Paese. Inoltre, se l’impianto è progettato e dimensionato correttamente, le pompe di calore saranno integrate con sistemi ausiliari o di backup (resistenze elettriche, impianti a combustibile fossile, ecc.) che ti garantiranno tepore anche quando fuori infuria la bufera. L’importante però è che in fase di progettazione il professionista o l’azienda che incaricherai, tenga conto dell’esposizione di casa tua, delle temperature medie invernali della tua zona e di tutti gli altri fattori necessari a definire quali e quante pompe di calore installare e come eventualmente integrarle con altri sistemi.

Tutto chiaro?

Molto bene, allora a questo punto dovresti sapere sulle pompe di calore tutto quello che ti serve per poter scegliere al meglio tra le alternative che ti verranno proposte, qualora dovessi decidere di installarle nella tua abitazione.

Key Takeaway (VERSIONE TLDR) : Le pompe di calore sono un sistema di riscaldamento e raffrescamento che sfrutta l’energia termica presente nell’ambiente per produrre calore o freddo. Tra i vantaggi delle pompe di calore ci sono l’efficienza energetica, il risparmio sui consumi, la riduzione delle emissioni nocive e la possibilità di abbinarle a fonti rinnovabili. Tra gli svantaggi ci sono i costi iniziali di installazione,  la necessità di spazio per l’unità esterna, l’impatto estetico e la dipendenza dalle condizioni climatiche. Si tratta comunque di svantaggi in buona parte risolvibili, (ad esempio sfruttando agli incentivi come l’Ecobonus per mitigare i costi d’installazione) ed è per questo che dovresti sempre rivolgerti a tecnici competenti e aziende di comprovata qualità per farti progettare l’impianto.

Naturalmente se ti è rimasta qualche curiosità, o se qualcosa di quello che ho scritto non ti risulta chiaro, contattami.  E se questo articolo ti ha interessato o ti è stato utile, fammelo sapere nei commenti qui sotto! Li leggo tutti, ne faccio tesoro e te ne sarò grato!