Il funzionamento della pompa di calore

La progettazione di una nuova abitazione, ma anche la stessa ristrutturazione, seguono sempre più l’onda e la scia delle nuove tecnologie e innovazioni: una tra le più richieste e volute è quella della pompa di calore.

La pompa di calore è un sistema tecnologico innovativo e green, il cui funzionamento ricorda quello di un classico e più conosciuto frigorifero, semplicemente al contrario. Se il primo genera freddo prendendo calore dall’esterno, la Pompa di calore ricava l’energia necessaria per funzionare dall’esterno e la rilascia sotto forma di aria calda,all’interno dell’ambiente mediante lo scambio di calore.

O meglio, la pompa di calore è una tecnologia eco-friendly che utilizza l’energia termica proveniente da fonti rinnovabili esterne, quali aria, acqua e sottosuolo da convertire in riscaldamento, raffrescamento e per la produzione di acqua calda sanitaria. Questo sistema, oltre a rendere più confortevole ed abitabile l’ambiente domestico, ha la qualità e capacità di produrre calore senza utilizzare combustibili fossili ma, appunto, energie rinnovabili e gratuite.

Configurazione di una pompa di calore

Il seguente schema mostra la configurazione e il funzionamento base di una pompa di calore per stadi:

1. Fonte di calore
2. Pompa di calore (a) evaporatore, b) compressore, c) condensatore, d) valvola di espansione
3. Distribuzione del calore

Pompa di calore: tipologie e differenze

La prima decisione che si deve prendere quando si vuole installare una pompa di calore nella propria abitazione è quello di definire e scegliere la fonte di energia rinnovabile, aria acqua e geotermica, che più si presta all’esigenze della casa. Tale scelta, infatti, dipende da due fattori principali: le caratteristiche del luogo in cui si progetta di inserirla e la quantità di fabbisogno termico che tale abitazione richiede. Definita l’energia da utilizzare, l’attenzione si sposta sulla tipologia di Pompa di calore.

Esistono in commercio differenti classificazioni di pompa di calore, la cui differenza principale sta, appunto, nell’utilizzo della fonte di energia utilizzata. È possibile identificare quattro soluzioni:

• Aria-acqua
• Aria-aria
• Acqua-acqua
• Geotermica

La prima tipologia di Pompa di calore aria-acqua è una tecnologia che sfrutta l’energia termica contenuta all’interno dell’aria esterna per trasferirla all’acqua dell’impianto interno all’abitazione e riscaldare così gli ambienti. Questa soluzione è “facilitata” dal fatto che l’aria esterna è sempre riscaldata dai raggi solari; la pompa di calore ha il semplice compito di prelevare questa energia, ad una temperatura più bassa, e portarla ad una temperatura più alta.

La pompa di calore aria-acqua è sicuramente, tra le scelte quella più conveniente e con un’installazione e manutenzione semplificata rispetto alle altre. Tale installazione può avvenire sia internamente che esternamente all’edificio. Nel primo caso si è soliti posizionare il macchinario nella zona adibita a scantinato della casa, da dove si diramerà l’intero circuito sempre interno alla casa. L’unico contatto con l’esterno avverrà per l’immissione o emissione di aria. La soluzione di installare esternamente l’impianto è sicuramente la più utilizzata. In questo caso la tipologia di macchinario utilizzato è più compatto poiché il trasferimento di calore dal corpo esterno al locale caldaia avviene mediante un accumulatore.

È possibile in alcuni casi unire alla tecnologia della pompa di calore quella della caldaia a condensazione, dando luogo così ai cosiddetti sistemi ibridi. Con questa soluzione abbinata sarà il sistema stesso che sceglie, sulla base del fabbisogno energetico, della temperatura esterna e dei costi quale delle due tecnologie sia meglio utilizzare.

Il secondo modello di Pompa di calore aria-aria è una tecnologia che frutta l’energia termica tra l’aria esterna e l’aria interna di un’abitazione con lo stesso scopo di raffreddare o riscaldare gli ambienti. Un esempio di questa tipologia di macchinario sono i condizionatori split, con l’evaporatore all’esterno e il condensatore installato all’interno dell’edificio.

La terza Pompa di calore, acqua-acqua, che affrontiamo è una tipologia di macchinario che utilizza l’energia termica dell’acqua. Esistono due possibili soluzioni per utilizzare questa fonte di energia rinnovabile: la pompa a calore ad acqua freatica o di falda e quella ad acqua di superficie (laghi, fiumi, torrenti). Sicuramente la prima soluzione è anche quella più utilizzata e di più facile installazione.

Il funzionamento della pompa di calore di acqua di falda funziona in questo modo: tramite pozzi dotati di un sistema di riempimento e di deflusso, l’acqua di falda viene condotta attraverso il sistema di scambio di calore, da cui si ricava il calore stesso. Grazie alla temperatura costante dell’acqua di falda il funzionamento e l’efficienza della pompa di calore è garantita e di alto livello prestazionale. A ciò si aggiunge l’importanza del livello dell’acqua freatica e lo spessore della falda,  infatti per effettuare questa installazione è necessario avere prima il consenso del Comune.

L’ultima varietà di Pompa di calore invece utilizza l’energia termica proveniente dal suolo. Questa tipologia di tecnologia è conosciuta anche come pompa di calore salina-acqua. Anche per questa soluzione esistono differenti possibilità per ricavare energia: sonde geotermiche, pali energetici, canestri geotermici o collettori geotermici. La prima è la soluzione di gran lunga più utilizzata e conosciuta. Il principio di funzionamento di questo sistema tecnologico ricorda quello della pompa ad acqua di falda, prelevando l’energia dal sottosuolo. La temperatura del sottosuolo è pressochè costante, questo permette di avere la stessa efficienza in qualsiasi stagione dell’anno e a qualsiasi temperatura esterna.

Pompa di calore: caratteristiche necessarie per un sistema efficiente

Per valutare l’efficienza di una pompa di calore è bene considerare alcuni elementi chiave della stessa tecnologia:

1. Temperatura di mandata, ovvero la temperatura dell’acqua presente nelle tubature. La temperatura di mandata ideale è pari o inferiore ai 35° C , e per ottenere tale valore è di fondamentale importanza che l’edificio abbia un isolamento termico buono e che vi sia un sistema di riscaldamento ad elevate prestazioni e di elevata qualità, come per esempio il riscaldamento a pavimento o a parete;
2. Carico termico, la potenza termica che deve essere fornita o sottratta per tenere un ambiente in condizioni di temperatura ed umidità constanti e prefissate, è il secondo elemento da considerare. Esso è determinato da differenti fattori tra cui l’ubicazione dell’abitazione, la fascia climatica ma anche le dimensioni dell’immobile e il livello di isolamento dell’immobile.
3. COP (coefficiente di prestazione in riscaldamento) e EER ( rapporto di efficienza energetica in raffrescamento), essi indicano il grado di efficienza nominale di una pompa di calore. Il primo dato indica il rapporto tra la capacità di riscaldamento fornito e la quantità di energia consumata, mentre il secondo il rapporto tra la capacità di raffrescare e l’energia elettrica utilizzata. Maggiore è il valore EER/COP , maggiore è l’efficienza termica nominale della pompa di calore.

La pompa di calore: i vantaggi

1. Unica soluzione per il riscaldamento, il raffrescamento e la produzione di acqua calda sanitaria;
2. La pompa di calore è una soluzione tecnologica ECO-FRENDLY, rispettosa dell’ambiente e che sfrutta le energie rinnovabili;
3. Grazie ad una buona e costante manutenzione le pompe di calore possono garantire una duratura ed alta efficienza nel tempo;
4. Sono sistemi versatili e facilmente integrabili con altre tecnologie, come la caldaia a condensazione e i sistemi solari;
5. Nel lungo periodo permettono di ottimizzare i consumi e di avere un risparmio notevole nella bolletta mensile;
6. Consentono di accedere agli incentivi fiscali: Ecobonus, Super Ecobonus e Conto Termico 2.0.

La pompa di calore: incentivi fiscali

Oltre ai benefici termici, energetici ed ambientali, si aggiunge la possibilità di beneficiare di agevolazioni fiscali importanti.

Le tre principali agevolazioni di cui si può usufruire sono:

1. Ecobonus 65%, la quale prevede l’aliquota al 65% per determinati interventi di efficientamento energetico tra cui la sostituzione del vecchio impianto di riscaldamento con uno nuovo a pompa di calore;
2. Conto Termico 2.0, che prevede degli incentivi in conto capitale sull’incremento dell’efficienza energetica di un edificio, incentivando la rimozione e sostituzione dell’impianto di riscaldamento esistente con uno nuovo in pompa di calore. La somma di tale incentivo dipende: dalla capacità termica nominale, dal COP  e dalla fascia climatica.
3. Super Ecobonus 110%, l’agevolazione massima a cui si può aspirare che consente di detrarre le spese sostenute in abito di efficientamento energetico.

Superbonus 110%: il riscaldamento con la pompa di calore

La normativa vigente stabilisce che è possibile usufruire della detrazione 110% per l’installazione della pompa di calore, a patto che all’inizio dei lavori l’immobile rispetti i seguenti requisiti:

• Sia esistente;
• Dotata di impianto di climatizzazione invernale.

Con il primo requisito si intende, secondo l’art. 2 del D.lgs 192/05 “un sistema costituito dalle strutture edilizie esterne che delimitano uno spazio di volume definito, dalle strutture interne che ripartiscono detto volume e da tutti gli impianti e dispositivi tecnologici che si trovano stabilmente al suo interno” , ovvero l’immobile deve essere delimitato esternamente da delle murature esterne che ne delimitino il confine e la volumetria e che tale volumetria sia a sua volta ripartita da murature interne. Inoltre deve risultare accatastato e devono essere pagati i tributi dovuti. Il secondo punto invece richiede che per usufruire del Superbonus 110% vi sia un impianto di climatizzazione invernale o estivo esistente , che produca acqua sanitaria calda , quindi che l’impianto dia funzionante ed indipendente.

Il decreto rilancio rende agevolabili le seguenti pompe di calore:

• La sostituzione, integrale o parziale, dell’impianto di climatizzazione invernale con un sistema a pompa di calore, ad alta prestazione ed efficienza energetica;
• La sostituzione del tradizionale scaldacqua con uno scaldacqua a pompa di calore che permetta la produzione di acqua calda sanitaria.

Quali sono i massimali previsti per la pompa di calore?

In linea di massima il tetto di spesa massimo detraibile è di 30.000 € per ogni singola unità immobiliare, ma tale massimale può essere abbassato a seconda della tipologia di immobile e di riqualificazione, come la seguente tabella spiega.

Superbonus 110%: interventi ammessi

Con l’installazione della pompa di calore, il  bonus al 110% copre le seguenti attività :

• smontaggio e dismissione dell’impianto di climatizzazione esistente;
• fornitura e posa in opera di tutte le apparecchiature, delle opere idrauliche e murarie necessarie per la sostituzione;
• eventuali interventi su: rete di distribuzione, sistemi di accumulo, sistemi di trattamento dell’acqua, dispositivi di controllo e regolazione, ecc.;
• prestazioni professionali.

Appreso il funzionamento di una pompa di calore è buona cosa affidarsi a dei tecnici esperti per approfondire la tematica. Per comprendere e verificare insieme quale sia la migliore soluzione per l’abitazione. Lo studio Inside Project offre la propria formazione e le proprie competenze per aiutare e guidare il cliente durante la scelta e la progettazione.

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