Pompa di calore aria-acqua: Funzionamento, vantaggi e costi 2024

Secondo la CGIA le bollette del gas sono salite in media del 28% rispetto all’anno precedente. Se stai cercando una soluzione efficace per affrontare questo aumento costante e renderti indipendente dai colossi energetici, sei nel posto giusto! In questo articolo ti guideremo alla scoperta della pompa di calore aria-acqua, un sistema innovativo che può aiutarti a ridurre significativamente i costi energetici.

Come funziona la pompa di calore aria-acqua?

La pompa di calore aria-acqua è un sistema innovativo ed efficiente per il riscaldamento domestico, che sfrutta l’energia presente nell’aria esterna per produrre calore. Questo tipo di impianto è particolarmente apprezzato per la sua capacità di ridurre i consumi energetici e di conseguenza le spese in bolletta, rendendolo una scelta sostenibili e conveniente per molte famiglie. E come funziona questo sistema di riscaldamento? Nella seguente immagine abbiamo cercato di mostrarlo:

Una pompa di calore aria-acqua preleva il calore dall’aria esterna, anche quando le temperature sono basse, e lo trasforma in energia termica utilizzabile per riscaldare l’acqua che circola nell’impianto di riscaldamento della casa. Questo processo avviene attraverso un ciclo di compressione ed espansione di un fluido refrigerante che, passando da uno stato liquido a uno stato gassoso, assorbe e rilascia calore.

Il ciclo inizia con l’evaporazione del fluido refrigerante all’interno di uno scambio di calore, che assorbe il calore dall’aria esterna. Il fluido, ora in forma gassosa, viene compresso, aumentando ulteriormente la sua temperatura. Successivamente, il gas caldo passa attraverso un condensatore, dove cede il calore dell’impianto di riscaldamento. Infine, il fluido refrigerante si raffredda, ritorna allo stato liquido e il ciclo ricomincia.  

Differenze tra pompa di calore aria-acqua e caldaia

Quando devi scegliere un sistema di riscaldamento per la tua casa, è importante capire la differenza tra una pompa di calore aria-acqua e una caldaia a gas. Nella seguente tabella abbiamo riportato le principali differenze tra i due sistemi di riscaldamento:

Una caldaia a gas funziona bruciando gas naturale per produrre calore. Questo calore riscalda l’acqua che poi circola nei radiatori o nei pavimenti riscaldati. In pratica, è un sistema piuttosto semplice: il gas brucia e genera calore, ma una parte di questa energia viene persa durante il processo, per esempio nei fumi di scarico. Di solito, una caldaia a gas è abbastanza efficiente, utilizzando circa il 90% dell’energia contenuta nel gas.

La pompa di calore aria-acqua invece utilizza un principio completamente diverso, dove il protagonista è il compressore. Ma perché la pompa di calore è più efficiente della caldaia a gas? Se spendi 1,1€ di gas una caldaia a gas efficiente potrebbe darti circa 9 kWh di calore. Se spendi invece 1 € in elettricità per far funzionare una pompa di calore con un COP di 3, otterrai circa 10 kWh di calore. Questo significa che, per lo stesso costo, una pompa di calore può riscaldare la tua casa in modo più efficiente e conveniente.

In conclusione, mentre una caldaia a gas è una tecnologia affidabile e abbastanza efficiente, una pompa di calore aria-acqua può offrire un'efficienza e un risparmio energetico molto maggiore. Se stai cercando un modo per ridurre i costi di riscaldamento e fare una scelta più ecologica, la pompa di calore è una soluzione da considerare seriamente.

Pompa di calore per il riscaldamento della tua casa: una soluzione efficiente  

Installare una pompa di calore nel 2024 rappresenta una scelta vantaggiosa per diversi motivi, vediamoli insieme:

• Risparmio economico: questo sistema è estremamente efficiente come abbiamo appena visto. Questo significa che utilizza meno energia per produrre lo stesso calore, comportano di conseguenza una riduzione significativa dei costi energetici. Inoltre, se si decide di abbinarla a una soluzione solare fotovoltaica, l’elettricità necessaria per il funzionamento della pompa di calore può essere praticamente gratuita, massimizzando ulteriormente il risparmio.

• Sicurezza: eliminare l’uso del gas per il riscaldamento e l’acqua calda sanitaria riduce i rischi associati alla sua presenza nelle abitazioni. I sistemi a gas possono essere soggetti a perdite e incidenti, specialmente in case con impianti datati. L’utilizzo di una pompa di calore, che è alimentata elettricamente, elimina completamente questi pericoli.

• Sostenibilità ambientale: la pompa di calore contribuisce significativamente alla riduzione delle emissioni di CO2. Grazie alla sua elevata efficienza energetica, consuma meno risorse e produce meno emissioni rispetto alle caldaie a gas. Questo la rende una scelta ecologica, particolarmente importante in un'epoca in cui la sostenibilità è cruciale per combattere il cambiamento climatico.  

Quanto costa una pompa di calore aria-acqua?

In generale, il costo di una pompa di calore oscilla di molto a seconda della potenza e delle caratteristiche dell'installazione. Mediamente la fascia di prezzo per i costi di acquisizione è:

• Una pompa di calore con potenza 5kW parte da € 14.500

• Una pompa di calore con potenza 8kW parte da € 15.850

• Una pompa di calore con potenza 12kW parte da € 17.500

Fortunatamente, grazie agli incentivi offerti dal governo italiano, è possibile usufruire di una detrazione fiscale del 65% per la riqualificazione energetica. In poche parole, se si investono 14.500€ per l'acquisto di una pompa di calore, è possibile detrarre direttamente 9.425€ dalle tasse. Questa detrazione sarà distribuita nei dieci anni successivi.  

Inoltre, il Gestore dei Servizi Energetici (GSE) offre un altro incentivo notevole con il conto termico: un rimborso diretto di diverse migliaia di euro circa 60 giorni dopo l'installazione.

Puoi approfondire e rimanere aggiornato sui bonus relativi alla pompa di calore qui.

Il consumo di una pompa di calore aria-acqua

Il consumo di una pompa di calore aria-acqua dipende da diversi fattori, tra cui:

1. Potenza della pompa di calore (kW): la potenza termica (cioè quella che produce) e la potenza elettrica (cioè quella che consuma) sono due parametri cruciali. Solitamente, la potenza elettrica è inferiore a quella termica grazie all’efficienza della pompa.

2. Efficienza (COP – Coefficiente di prestazione): il COP rappresenta il rapporto tra l’energia termica prodotta e l’energia elettrica consumata. Ad esempio, un COP di 4 significa che per ogni Kwh di elettricità consumato, la pompa produce 4 kWh di calore. I COP variano tipicamente tra 3 e 5 a seconda delle condizioni operative

3. Condizioni climatiche: le prestazioni variano con la temperatura esterna, infatti a temperature più basse, il COP diminuisce, aumentando così il consumo elettrico.

4. Uso e impostazioni: la frequenza e le modalità d’uso influenzano il consumo, il funzionamento a temperature molto alte può ridurre l’efficienza.

Prendiamo una pompa di calore con potenza termica di 10 kW e un COP medio di 4. Il consumo elettrico è il rapporto tra la potenza termica e il COP:

Consumo elettrico = 10 kW / 4 = 2,5 kW

Se la pompa funziona per 5 ore al giorno:

Consumo giornaliero = 2,5 kW * 5 ore = 12,5 kWh

Consumo mensile = 12,5 kWh *30 = 375 kWh

Il costo del consumo dipenderà dal prezzo dell’elettricità: considerando il costo dell’elettricità 0,25 €/kWh il costo mensile sarà di 93,75€. Ovviamente questi sono valori indicativi, il consumo effettivo della pompa di calore può variare.

Risparmio energetico in bolletta rispetto a una caldaia

L’utilizzo di una pompa di calore aria-acqua rappresenta una scelta efficiente che può portare a significativi risparmi energetici rispetto ai sistemi di riscaldamento tradizionali come le caldaie a gas. Il consumo di una pompa di calore è influenzato principalmente dal COP, dalla potenza necessaria per riscaldare l’abitazione e dalle condizioni climatiche locali.

Ad esempio, il COP di una pompa di calore Samsung, nostro partner, può arrivare fino a 5.10, il che significa che per ogni kWh di elettricità consumata, la pompa produce 5.10 kWh di calore rendendola molto più efficiente rispetto ai sistemi tradizionali.

Il risparmio energetico deriva principalmente dalla differenza di costo tra l’elettricità consumata della pompa di calore e il combustibile utilizzato di sistemi di riscaldamento tradizionali:

• Rispetto a una caldaia a gas, che ha un'efficienza media dell’80-90%, la pompa di calore può raggiungere efficienze con COP tra 3 e 5. Ciò significa che per produrre la stessa quantità di calore, la pompa di calore consuma molta meno energia primaria, traducendosi in un risparmio in bolletta che può variare dal 30% al 50%.

• Rispetto a una caldaia a gasolio o pellet, il risparmio può arrivare fino al 40-60%, grazie alla maggiore efficienza della pompa di calore e al minor costo dell'elettricità rispetto al gasolio o al pellet, rendendo la pompa di calore una scelta vantaggiosa sia dal punto di vista economico che ambientale.

• Rispetto ai riscaldamenti elettrici tradizionali (radiatori), il risparmio è ancora più evidente, con una riduzione del consumo energetico che può arrivare fino al 75%. I radiatori elettrici tradizionali hanno un’efficienza del 100%, consumando 1 kWh di elettricità per produrre 1 kWh di calore, mentre una pompa di calore con COP 4 consuma solo un quarto dell’energia per produrre lo stesso calore.

Per comprendere meglio il risparmio potenziale, supponiamo che una famiglia spenda 1500€ all’anno per il riscaldamento con una caldaia a gas con un'efficienza media dell'85%. Calcoliamo il consumo energetico con la caldaia a gas:

• Spesa annuale: 1.500 €

• Efficienza della caldaia: 85%

• Energia utile prodotta: 1.500 € / 0,85 = 1.765 € (costo teorico per produrre lo stesso calore con un'efficienza del 100%)

Supponiamo che la famiglia installi una pompa di calore ad alta efficienza con un COP medio di 4. Questo significa che per ogni kWh di elettricità consumata, la pompa di calore produce 4 kWh di calore. Ora, vediamo come cambia la spesa energetica:

• Energia utile prodotta richiesta: 1.765 € (come calcolato prima)

• Con un COP di 4, l'energia elettrica necessaria sarà un quarto dell’energia utile richiesta.

• Costo dell'energia elettrica: ipotizziamo 0,25 €/kWh.

Calcolo del consumo elettrico e del costo annuale con la pompa di calore:

• Energia elettrica necessaria: 1.765 € / 4 (COP) = 441,25 € (costo dell'elettricità per produrre lo stesso calore)

• Risparmio in bolletta: 1.500 € (caldaia a gas) - 441,25 € (pompa di calore) = 1.058,75 € all'anno.

Passando da una caldaia a gas a una pompa di calore aria-acqua con un COP di 4, la famiglia potrebbe risparmiare oltre 1.000 € all'anno sulla bolletta del riscaldamento. Inoltre, se consideriamo incentivi e detrazioni fiscali, il risparmio complessivo potrebbe essere ancora maggiore, rendendo l'investimento ancora più vantaggioso e rapidamente ammortizzabile.

Questi numeri evidenziano come l’installazione di una pompa di calore non solo rappresenti una scelta ecologica, ma anche un’opzione estremamente conveniente per ridurre i costi energetici annuali.

Come dimensionare una pompa di calore aria-acqua?

Il dimensionamento corretto di una pompa di calore aria-acqua è fondamentale per garantire il massimo dell'efficienza e del risparmio energetico. Una pompa di calore sovradimensionata o sottodimensionata può portare a un funzionamento inefficiente, con conseguenti sprechi di energia e maggiori costi operativi. Ecco i passaggi chiave per dimensionare correttamente una pompa di calore:

1. La prima fase è determinare il fabbisogno termico dell’edificio, ovvero quanta energia è necessaria per mantenere la temperatura desiderata all'interno durante le giornate più fredde. Questo calcolo dipende da diversi fattori, come:

1. Superficie e volume dell’abitazione.

2. Isolamento termico delle pareti, tetto, pavimenti, finestre e porte.

3. Zona climatica (temperatura media invernale).

4. Permeabilità dell’edificio (infiltrazioni d’aria).

Solitamente, il calcolo viene effettuato da un tecnico specializzato utilizzando metodi come la norma UNI TS 11300 o software specifici. Un valore orientativo del fabbisogno può variare tra 30 e 100 W/m² a seconda dell’isolamento e delle condizioni climatiche.

2. Una volta noto il fabbisogno termico, si può scegliere la potenza della pompa di calore in base a questo valore. Per esempio, se il fabbisogno termico è di 10 kW, una pompa di calore da 10 kW potrebbe essere adeguata, ma è importante considerare anche le condizioni di funzionamento a basse temperature esterne, che possono ridurre l’efficienza della pompa di calore. È consigliabile scegliere una pompa di calore che abbia un COP alto anche a basse temperature, perché questo influisce direttamente sull’efficienza nei periodi più freddi.

3. Le pompe di calore lavorano in modo più efficiente quando funzionano vicino al loro carico nominale. Un sistema sovradimensionato tenderà ad accendersi e spegnersi frequentemente (ciclo on/off), riducendo l'efficienza complessiva. Pertanto, è meglio scegliere una pompa di calore che operi bene a carichi parziali, magari con una tecnologia inverter, che regola la potenza in base alla domanda effettiva.

4. Le pompe di calore sono più efficienti con impianti di riscaldamento a bassa temperatura, come i pannelli radianti a pavimento, parete o soffitto, o i ventilconvettori. Questi sistemi funzionano con temperature di mandata inferiori (30-40°C) rispetto ai tradizionali radiatori (60-70°C), consentendo alla pompa di calore di operare con un COP più elevato.

5. In alcune zone con temperature molto rigide, può essere utile considerare un sistema di integrazione (come una resistenza elettrica di backup o un altro sistema di riscaldamento) che entra in funzione solo nelle giornate più fredde. Questo consente alla pompa di calore di essere dimensionata per il 90-95% del fabbisogno, evitando il sovradimensionamento.

6. Le pompe di calore aria-acqua hanno performance che variano in base alla temperatura esterna. È fondamentale selezionare una pompa di calore con un buon rendimento anche a basse temperature esterne, verificando i dati di COP forniti dal produttore a diverse condizioni climatiche.

7. È sempre consigliabile affidarsi a un progettista o a un tecnico specializzato per il dimensionamento della pompa di calore. L'esperto effettuerà un sopralluogo e valuterà tutti i parametri necessari per scegliere la soluzione più adatta e garantire l'efficienza massima del sistema.

Regole di installazione della pompa di calore

Bisogna seguire semplici ma importanti regole quando si decide di installare una pompa di calore aria-acqua per salvaguardare le prestazioni attese e la continuità di servizio nel tempo, oltre che utili a prevenire spiacevoli inconveniente durante il funzionamento nei periodi freddi.

La posizione della pompa di calore deve tenere conto dei seguenti elementi:

• Posizionamento per un adeguato volume di ventilazione: la pompa di calore deve essere posizionata in modo da consentire un adeguato volume di aria di ventilazione alla batteria alettata, essenziale per fornire l’energia rinnovabile a bassa temperatura al ciclo termodinamico; tale volume varia in base alla potenza termica e alle caratteristiche specifiche della pompa di calore

• Evitare corto circuiti dell’aria di ventilazione: la batteria alettata deve rimanere libera per evitare ostruzioni che possano ridurre efficienza

• Prevenire sporcamento e ostruzioni accidentali della batteria alettata, a causa della presenza di fogliame, impurità contenute nell’aria circostante

• Considerare l'inquinamento acustico: la pompa di calore deve essere posizionata tenendo conto delle normative locali sull’inquinamento acustico, soprattutto se installata vicino a zone residenziali

• Accessibilità per manutenzione: è importante che la pompa di calore sia posizionata in modo da permettere un facile accesso per interventi di manutenzione ordinaria e straordinaria. Gli spazi intorno all’unità devono consentire al personale tecnico di operare in sicurezza durante le operazioni di controllo, pulizia e riparazione

• Prevenire influenze reciproche tra più unità: se più pompe di calore sono installate nello stesso spazio, è necessario valutare attentamente la loro reciproca influenza. Un posizionamento scorretto può portare a fenomeni di corto circuito dell’aria di ventilazione o a una riduzione del volume d’aria disponibile per le batterie alettate degli evaporatori. È consigliabile distanziare adeguatamente le unità e considerare il flusso d’aria complessivo per evitare interferenze.

Seguire queste regole di installazione è fondamentale per garantire l’efficienza e la durata nel tempo della pompa di calore aria-acqua. Un’installazione corretta consente di sfruttare al massimo le potenzialità del sistema, ridurre i costi operativi e prevenire problemi di funzionamento nei periodi più freddi. Affidarsi a tecnici esperti per la scelta del posizionamento e per le operazioni di installazione è sempre una buona pratica per assicurare un impianto efficiente e affidabile.

Fotovoltaico con Pompa di Calore: un'accoppiata vincente  

L'abbinamento di un impianto fotovoltaico con una pompa di calore aria-acqua rappresenta una delle soluzioni più efficienti e sostenibili per riscaldare la casa, produrre acqua calda sanitaria e ridurre sensibilmente i costi energetici. Questa combinazione sfrutta l’energia del sole per alimentare la pompa di calore, riducendo ulteriormente il consumo di elettricità dalla rete e massimizzando il risparmio in bolletta. Vediamo quali sono i principali vantaggi disponibili.

L’integrazione di un impianto fotovoltaico con una pompa di calore rappresenta una strategia vincente per riscaldare e raffrescare l’abitazione in modo sostenibile, riducendo drasticamente i costi in bolletta e beneficiando di numerosi incentivi. Questo sistema non solo garantisce un comfort abitativo elevato, ma contribuisce anche a un futuro più verde e indipendente dal punto di vista energetico.

Conclusioni

Con i continui aumenti delle bollette del gas, come evidenziato dai dati della CGIA, è sempre più urgente trovare soluzioni alternative per il riscaldamento domestico che siano efficienti, economiche e sostenibili. La pompa di calore aria-acqua rappresenta una risposta innovativa e vantaggiosa, capace di ridurre significativamente i costi energetici e di garantire un comfort abitativo superiore.

Se vuoi renderti indipendente dai colossi energetici e abbattere le spese in bolletta, è il momento giusto per investire in una pompa di calore aria-acqua. Questo sistema, se abbinato a un impianto fotovoltaico, ti permette di sfruttare al massimo l’energia rinnovabile, riducendo i costi operativi e aumentando l’efficienza della tua casa.

Non aspettare ancora! Passa a una pompa di calore aria-acqua e inizia a risparmiare già dal primo giorno. Contattaci oggi stesso per una consulenza personalizzata e scopri come possiamo aiutarti a migliorare l’efficienza energetica della tua abitazione. Insieme possiamo costruire un futuro più verde e conveniente per te e la tua famiglia!