Cosa sono le pompe di calore

Una pompa di calore funziona analogamente ad un frigorifero che sottrae calore agli alimenti cedendo l’energia all’ambiente circostante.
Nella pompa di calore tuttavia il calore come quello estratto dalla superficie terrestre, viene “pompato” a temperature più elevate e utilizzato per il riscaldamento e la produzione di acqua calda. Per il funzionamento della pompa è necessario l’apporto di ulteriore energia che viene quantificata con il “coefficiente di rendimento annuale” che rappresenta il rapporto fra l’energia termica prodotta dalla pompa di calore in un anno e l’energia consumata per l’azionamento della pompa.
Questo coefficiente dipende dai seguenti fattori:
• temperatura della fonte di calore (più alta meglio è)
• temperatura di mandata o dell’acqua calda necessaria (più è bassa e meglio è)
• qualità dell’impianto, in particolare dal coefficiente di rendimento nominale

Come fonte di calore nel Centro Europa si utilizzano in particolare sonde geotermiche che se opportunamente dimensionate consentono di raggiungere buone temperature tutto l’anno con poco ingombro.

I collettori geotermici interrati a serpentina a profondità minima (orrizzontale), quando la temperatura esterna è bassa, producono temperature basse incidendo negativamente sui coefficienti delle pompe di calore. Inoltre l’ingombro in termini di superficie è relativamente elevato (da 25 a 50 mq per kW di potenza termica ottenibile).

Il criterio più importante per raggiungere un elevato coefficiente di rendimento annuale è la temperatura di mandata massima che non dovrebbe superare i 45°C. Nel caso ideale si utilizza un sistema di riscaldamento a bassa temperatura con temperature fino a 35°C, ad esempio un riscaldamento a pavimento o a parete. Gli impianti di riscaldamento degli edifici esistenti non consentono quasi mai l’impiego di una pompa di calore a causa dei radiatori che richiedono una temperatura di mandata elevata.

Nella produzione di acqua calda mediante pompa di calore per ottenere coefficienti di rendimento elevati, la temperatura dei serbatoi d’acqua non dovrebbe superare i 45°C. Dal punto di vista igienico, ciò è consentito negli edifici monofamiliari con un volume di accumulo ridotto. Nel caso di serbatoi più grandi vanno invece adottate opportune precauzioni per evitare problemi (pericolo di legionella).

Il parametro indicato per stabilire la qualità della pompa di calore è il coefficiente di rendimento ossia il valore che la pompa di calore raggiunge ad un determinato regime. Nelle pompe azionate elettricamente moderne il coefficiente di rendimento è superiore a 4. In altre parole si ottengono 4 kWh di calore impiegando 1 kWh di energia elettrica.

L’impiego di una pompa di calore elettrica combinata a una sonda geotermica e a un impianto di riscaldamento a bassa temperatura consente di raggiungere coefficienti di rendimento annuale superiori a 4 e un bilancio energetico comunque nettamente migliore rispetto a quello di una caldaia a gasolio o a gas. Nel calcolo di redditività di una pompa di calore azionata elettricamente vanno tenuti in considerazione i costi aggiuntivi determinati dalla potenza di allacciamento elettrico maggiore e dalle tariffe superiori a quelle delle utenze domestiche “agevolate”.