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COS’È LA POMPA DI CALORE 

La pompa di calore è una macchina che produce energia termica (per riscaldare gli ambienti, per l’ acqua calda sanitaria ecc.) utilizzando fonti di energia rinnovabile. Il principio di funzionamento delle pompe di calore è quello del circuito frigorifero nel quale il calore sottratto da un ambiente a bassa temperatura (per esempio l’ambiente esterno ad una casa) viene trasferito ad un secondo ambiente che si trova ad una temperatura più alta (per esempio l’interno della casa stessa o nel serbatoio dell’acqua calda sanitaria). Tale processo implica quindi l’utilizzo di energia termica (calore) già disponibile in natura (nell’aria, nell’acqua ecc.). Per tale ragione queste macchine sono gli unici generatori di calore ad ENERGIA RINNOVABILE e GRATUITA.

Grazie al suo principio di funzionamento la pompa di calore è anche in grado di raffreddare gli ambienti. Infatti basta invertire il ciclo del refrigerante e il calore presente a più bassa temperatura all’interno di un ambiente da raffrescare viene trasferito in un secondo ambiente a maggiore temperatura (per esempio all’esterno dell’abitazione in estate).
Queste macchine sono alimentate con energia elettrica (per consentire al ciclo frigorifero di compiersi) ma il loro assorbimento di elettricità è assai più basso del calore che riescono a generare. Infatti, come sopra illustrato, la maggior parte dell’energia termica viene “raccolta gratuitamente” da una sorgente esterna.

L’alimentazione elettrica di una pompa di calore può anche essere generata da un impianto fotovoltaico od eolico. In questo caso, l’energia termica necessaria per riscaldarci diventa completamente GRATUITA E RINNOVABILE.

Il risparmio economico che si ottiene con l’utilizzo delle pompe di calore è comunque sempre elevato (vi è anche la possibilità di utilizzare contatori di alimentazione a tariffa ridotta) ed in prospettiva futura, con la diminuzione delle disponibilità di combustibili e l’aumento del loro costo, tale risparmio, sarà sempre più rilevante.

La natura ci mette a disposizione una quantità infinita di energia pulita e rinnovabile (aria, acqua, sole e terra), l’uomo deve impegnarsi al fine di sfruttare al meglio queste fonti inesauribili. Le pompe di calore sono macchine che assolvono pienamente a questo compito fondamentale per la conservazione del nostro ambiente.

AMBIENTE

L’utilizzo di pompe di calore riduce i consumi di energia primaria rispetto ad altre fonti di calore. Inoltre quella poca energia elettrica richiesta se proveniente da fotovoltaico è completamente energia pulita.

Inoltre la pompa di calore non usando combustibili fossili, non possiede canna fumaria e non produce gas di scarico, contribuendo alla riduzione di emissioni di anidride carbonica CO2 che ha effetti sui cambiamenti climatici e di particolato PM10, le cosiddette polveri sottili che impongono periodicamente blocchi del traffico nelle grandi città.

Quindi possiamo affermare che le pompe di calore contribuiscono  a ridurre le malattie delle vie respiratorie e le allergie.

TARIFFA ELETTRICA AGEVOLATA PER LE POMPE DI CALORE

Gli incentivi sulla riqualificazione energetica permettono di accedere alla nuova TARIFFA D1 dedicata alle pompe di calore elettriche.

Oltre che alla pompa di calore, la D1 si applica a tutti gli elettrodomestici dell’abitazione, garantendo un notevole risparmio sulla bolletta elettrica. Rispetto ad una tariffa standard D3, la nuova tariffa D1 consente un risparmio del 30% circa, con l’ulteriore vantaggio di avere un’unica linea elettrica e un’unica bolletta.

Nella fase di sperimentazione iniziale (fino al 31/12/2015), l’accesso alla tariffa D1 è consentito ai soli clienti che soddisfano determinati requisiti:

  • devono essere clienti titolari di utenze cosiddette domestiche. Non possono avere accesso alla D1 i condomìni, e gli utenti del terziario dove viene applicata la tariffa BT;
  • devono avere un contatore elettronico telegestito e devono già avere un contratto di fornitura elettrica. E’ necessario verificare che il proprio venditore aderisca alla sperimentazione della tariffa D1;
  • devono utilizzare la pompa di calore per il riscaldamento della propria abitazione di residenza  anagrafica: non è possibile richiedere la tariffa D1 per le seconde case.

Soddisfatti i requisiti relativi all’utenza , per avere accesso alla tariffa D1 è necessario che anche l’apparecchiatura soddisfi determinati requisiti:

  • la pompa di calore deve essere l’unica fonte di riscaldamento, non sono ammesse integrazioni con una caldaia;
  • la pompa di calore deve essere elettrica e deve rispettare determinati requisiti prestazionali minimi, gli stessi che vengono richiesti per accedere all’Ecobonus per la riqualificazione energetica. Ciò significa che chi ha usufruito degli incentivi del 65% può richiedere la tariffa D1;
  • anche chi in passato ha installato una pompa di calore che rispetta i requisiti di cui sopra può richiedere la tariffa D1, ma solo se la pompa di calore è entrata in funzione dopo il 1 gennaio 2008. Per installazioni più vecchie non è possibile richiedere la D1.

ECOBONUS 

DETRAZIONE FISCALE DEL 65% PER LA RIQUALIFICAZIONE ENERGETICA

La Legge di Stabilità (Legge n.190 del 23 dicembre 2014, in vigore dal 1 gennaio 2015), ha prorogato fino al 31 dicembre 2015 l’ecobonus per la riqualificazione energetica di edifici e abitazioni rivolto a che sostituisce l’impianto esistente con uno a pompa di calore.

L’installazione di impianti a pompa di calore può beneficiare di 2 tipologie di detrazioni fiscali: per il risparmio energetico (65%) e per le ristrutturazioni edilizie (50%). Le due detrazioni richiedono differenti condizioni di installazione degli impianti ed hanno anche iter burocratici differenti.

 Principio di funzionamento della pompa di calore

principio-di-funzionamento-pompa-di-calore1: Un fluido termovettore trasporta l’energia termica

Il fluido termovettore circola all’interno di un circuito chiuso ed ha il compito di trasportare e trasmettere l’energia termica. Ci si chiede da dove deriva il guadagno energetico così tipico per le pompe di calore?  La risposta è semplice: nell’evaporatore!

2: Il fluido termovettore evapora nell’evaporatore
Il nome evaporatore deriva dal fatto che il fluido refrigerante liquido va in ebollizione, in altre parole evapora al suo interno a temperature molto basse e nel frattempo assorbe energia dall’ambiente.
Il fluido refrigerante quindi è in uno stato gassoso.  E ora?
3: Sotto pressione il gas si riscalda
A questo punto il fluido refrigerante viene compresso nel compressore e ne diminuisce il volume. Durante questo processo aumenta la pressione e di conseguenza la temperatura del fluido refrigerante. Il fluido refrigerante caldo circola al condensatore.
Questo è uno scambiatore nel quale l’energia assorbita dall’ambiente viene trasmessa al sistema di riscaldamento.
4: Il fluido refrigerante si raffredda e assorbe nuovamente energia termica
Nel processo di raffreddamento il fluido termovettore passa allo stato liquido. Mediante la valvola di espansione viene diminuita la pressione e il fluido assorbe nuovamente energia termica dall’ambiente.
Il ciclo quindi riprende da capo.

Prestazioni e rendimenti delle pompe di calore

Una regola valida per tutti i sistemi a pompa di calore è che il loro rendimento è inversamente proporzionale alla differenza di temperatura tra sorgente fredda e pozzo caldo.

In altre parole, all’aumentare della differenza di temperatura tra la fonte di calore e l’ambiente in cui il calore deve essere trasportato, diminuisce il rendimento del sistema.

Per questo motivo, le pompe di calore che sfruttano sorgenti fredde a temperature relativamente costanti, come il terreno e l’acqua, risultano di norma più efficienti rispetto a quelle che utilizzano sorgenti fredde estremamente variabili, come l’aria.

Per motivi analoghi, inoltre, le pompe di calore hanno prestazioni migliori se abbinate a sistemi di riscaldamento funzionanti a basse temperature, come i pannelli radianti.

Esistono due parametri principali, riportati entrambi sulla scheda tecnica delle pompe di calore, per misurarne e valutarne il rendimento: il COP e l’EER.

Il Coefficiente di Prestazione (COP)

Il COP è il parametro che rappresenta, con un semplice numero, il rapporto tra il calore utile fornito dalla pompa di calore e l’energia elettrica utilizzata per estrarre questo calore. Ci dà quindi fondamentali indicazioni sull’efficienza della pompa nella fase di riscaldamento.

Il COP è un parametro variabile in base alla tipologia di pompa di calore e alla differenza di temperatura tra la fonte di calore e l’ambiente da scaldare. Per questa ragione, il calcolo del COP viene realizzato in condizioni standard di prova, con la pompa funzionante a pieno regime e con livelli di temperature prestabiliti.

Raramente però nell’uso reale accade che le pompe di calore funzionino con le temperature di prova e al 100% della potenza nominale. Più spesso infatti lavorano a carichi parziali, in cui cambiano le condizioni di evaporazione e di condensazione, che consentono di ottenere valori di COP superiori ai COP nominali.

Un altro importante aspetto è che i COP non sono dipendenti dalla taglia della macchina; sono quindi assicurati in ogni caso buoni rendimenti anche per le pompe di calore di piccola taglia.

Nelle pompe di calore elettriche il COP presenta valori che vanno grossomodo da 3 a 5. Un COP pari a 4 significa che, per ogni kWh elettrico speso, la pompa di calore ne fornisce ben 4 sotto forma di energia termica.

Una resistenza elettrica come quelle presenti in un comune scaldacqua ha un COP di 1 in quanto per erogare 1 kW termico consuma 1 kW elettrico.

L’indice di efficienza energetica (EER)

L’EER è un parametro simile al COP, ma rappresenta il rendimento delle pompe di calore nella fase di raffrescamento anziché in quella di riscaldamento.

Nelle pompe di calore elettriche l’ EER presenta valori che vanno grossomodo da 3 a 5, quindi pressoché equivalenti al COP. Un EER pari a 4 significa che, per ogni kWh elettrico speso, la pompa di calore ne fornisce ben 4 sotto forma di energia frigorifera.

I diversi tipi di pompe di calore elettriche

In base alla sorgente fredda e al pozzo caldo utilizzato, le pompe di calore si distinguono in quattro differenti tipologie:

ARIA-ACQUA

 preleva calore dalla sorgente fredda costituita dall’aria esterna e la cede al pozzo caldo costituito da un circuito d’acqua di riscaldamento degli ambienti. Questi sono i cosidetti sistemi idronici, refrigeratori d’acqua in pompa di calore che adottano fan coil o pannelli radianti come terminali

Pompe di calore elettrica aria-acquaARIA-ARIA

 preleva calore dalla sorgente fredda costituita dall’aria esterna e la cede al pozzo caldo costituito dall’aria dell’ambiente da riscaldare. A questa tipologia appartengono gli Split formati da un’unità esterna e una o più unità interne (a parete, soffitto, pavimento, cassetta, canalizzata).

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ACQUA-ACQUA

preleva calore dalla sorgente fredda costituita dall’acqua (di falda, lago, fiume o mare) e la cede al pozzo caldo costituito da un circuito d’acqua di riscaldamento degli ambienti. I terminali adeguati sono i fan coil o i pannelli radianti. Fondamentale è conoscere e rispettare i regolamenti locali che stabiliscono la possibilità e le modalità di usufruire dell’acqua di falda.

acqua di falda

TERRENO-ACQUA

preleva calore dalla sorgente fredda costituita dal terreno e la cede al pozzo caldo costituito da un circuito d’acqua di riscaldamento e da qui ai terminali (fan coil o pannelli radianti) localizzati nei diversi locali. Queste pompe di calore dette geotermiche possono avere sonde orizzontali o verticali. Il calore è trasferito all’ambiente attraverso:

canalizzazioni e bocchette poste nei singoli locali, serpentine nel pavimento, nelle pareti o nel soffitto, ventilconvettori.

pompa-di-calore-geotermica-a-sonde-verticali-ed-orizzontali