L’utilizzo di una pompa di calore per riscaldare la casa è spesso presentato come un’alternativa al riscaldamento tramite i termosifoni (autonomi o centralizzati).
Cos’è e come funziona una pompa di calore
Una pompa di calore è un dispositivo che trasferisce energia termica (per il riscaldamento e l’acqua calda sanitaria) da uno spazio freddo a uno spazio caldo sfruttando un semplice ciclo di refrigerazione. E lo fa utilizzando l’energia dell’aria, del suolo o dell’acqua di falda, in base a dei banali principi fisici.
Nella stagione fredda una pompa di calore è in grado di convogliare il calore dall’esterno all’interno, per riscaldare la casa. E può anche essere progettata per spostare il calore dall’interno all’esterno quando fa caldo. Ogni ambiente offre diverse fonti sfruttabili dalla pompa. Abbiamo parlato appunto di aria, terreno e acque di falda. E il bello di queste fonti di calore è che sono disponibili gratis e, teoricamente, in quantità illimitata. Il problema è che la loro temperatura di partenza è spesso troppo bassa per poter essere convertita in calore utile al riscaldamento o alla fornitura di acqua calda.
Per questo, la pompa di calore deve sfruttare un processo termodinamico basato sull’effetto Joule-Thomson per portare il calore ambientale a un livello sufficiente tale da riscaldare l’area domestica e fornire acqua calda. Per poter innescare e gestire il processo termodinamico basta l’elettricità.
Il principio del trasferimento del calore, opposto al principio di generazione tramite sfruttamento di combustibili fossili, rende dunque la pompa di calore uno strumento più efficiente dal punto di vista energetico rispetto a quasi tutti gli altri sistemi di riscaldamento diffusi in ambiente domestico.
Pompa di calore: vantaggi rispetto alla caldaia a gas
Esistono due sistemi fondamentali attraverso cui è possibile sfruttare la tecnologia della pompa di calore. Il primo è il sistema pompa di calore monoblocco. Il secondo è il sistema pompa di calore split. In un’unità monoblocco tutti le componenti tecniche importanti per il processo di recupero del calore sono raccolte in un’unica dimensione (il cosiddetto monoblocco). Invece, con lo split, i componenti sono distribuiti su due unità.
Per ciascuno dei sistemi è possibile elencare pregi e difetti. In generale un impianto a pompa di calore ha bisogno di determinate condizioni per essere installato e funzionare al meglio. Per sfruttare l’acqua di falda o superficiale bisogna poter contare sulla disponibilità materiale della risorsa idrica e, soprattutto, delle autorizzazioni per poter sfruttare tali acque.
Per le soluzioni geotermiche ci vogliono spazi esterni per il sistema di scambio termico con il terreno, ma non tutti i terreni sono indicati a supportare tali sistemi. Le pompe di calore aria-acqua sono in genere più facili di installazione, ma bisogna comunque verificare la possibilità di posizionare l’unità esterna prestando la massima attenzione al certi effetti sul vicinato (per esempio il rumore).
Il vantaggio del monoblocco è che risulta facile da installare (e quindi prevede un intervento meno costoso). Lo svantaggio è che il sistema va posizionato all’esterno dell’abitazione e che impiega qualche minuto in più per entrare a pieno regime. Per questo il monoblocco appare conveniente per chi dispone di molto spazio e per chi non necessita di temperature troppo elevate in mandata.
La pompa di calore split è un sistema molto più flessibile, con componenti che possono essere collocate in diverse posizioni senza interventi troppo indaginosi per l’installazione. Lo svantaggio, in questo caso, è rappresentato dal fatto che le tubazioni del fluido refrigerante devono essere installate da uno specialista e sono richiesti controlli regolari.
Funzionalità e valore ecologico
Sfruttare l’aria calda al posto dei classici termosifoni permette in genere di riscaldare in poco tempo gli ambienti. Ciò significa poter ottenere un effetto quasi immediato e non dover aspettare troppo prima che la stanza sia riscaldata. Per contro, quando la pompa di calore viene spenta, l’ambiente tende a raffreddarsi in minor tempo.
Nel fattore presentato come un vantaggio legato all’utilizzo del riscaldamento a parete si cela tuttavia anche un possibile svantaggio: l’aria calda tende a salire, per cui si rischia che la temperatura dell’ambiente non sia omogenea. Per evitare una simile conseguenza è sufficiente direzionare opportunamente le alette dell’aria verso il basso.
La pompa di calore non è soltanto un’alternativa ecologica al gas ma è anche uno strumento che permette di risparmiare sulla bolletta ed è in genere molto più efficiente dal punto di vista energetico rispetto ai sistemi a resistenza elettrica e ai riscaldatori.
L’utilizzo di un simile sistema conviene dato che, rispetto alla classica caldaia a gas, la pompa di calore può dimostrare un’efficienza nel riscaldamento pari al 300%.
Gli svantaggi della pompa di calore
Grazie alla loro elevata funzionalità e, soprattutto, alla crescente quota di fonti non fossili presenti nelle reti elettriche, le pompe di calore possono svolgere un ruolo chiave in ottica green. Consumando 1 kWh di elettricità, possono trasferire da 3 a 6 kWh di energia termica in un edificio. Poi, ovviamente, il loro impatto sull’ambiente, dipende dalla quantità di carbonio con cui viene generata l’elettricità. Ma di norma un simile sistema riduce le emissioni, specie nei climi miti come quello italiano.
La Commissione Europea, che ha deciso per lo stop alle caldaie a gas di vecchia generazione nel 2040, ha calcolato che le pompe di calore potrebbero soddisfare oltre l’80% del fabbisogno globale di riscaldamento degli ambienti e dell’acqua con un’impronta di carbonio inferiore rispetto alle caldaie a condensazione a gas. Inoltre, in molti edifici di nuova costruzione, troviamo spesso appartamenti senza gas, con cucine a induzione elettrica e riscaldamenti, appunto, con le pompe di calore.
I più grandi svantaggi connessi allo sfruttamento di una pompa di calore sono di solito relativi al rumore, all’ingombro e alla temperatura dell’acqua prodotta. In alcuni Paesi, specie quelli più freddi, è necessario per chi usa una pompa procurarsi un accumulo per l’acqua calda sanitaria.
Alcuni modelli possono essere parecchio rumorosi e ingombranti. Ma sul mercato esistono pompe silenziose o da installare all’aperto. Per concludere, la scelta di dotarsi di una pompa di calore appare conveniente soprattutto in caso di riscaldamento a pavimento, di nuove costruzioni o di ristrutturazioni importante di un edificio. Vale la pena convertirsi a questo sistema anche quando si ha la possibilità di integrarlo a un impianto fotovoltaico.
