Tra i modi per rendere la propria abitazione più efficiente, economica ed ecologica, molto interessante è quella che viene chiamata “Pompa di calore”, uno speciale impianto che raccoglie appunto il calore unicamente da fonti naturali (come acqua, aria, profondità del suolo) e lo trasforma in calore da distribuire in casa come riscaldamento o come acqua calda. Vediamone tutti i tipi.

Di cosa si tratta

All’interno di questo blog abbiamo parlato di diversi modi utili a migliorare le prestazioni energetiche dell’abitazione, per renderla più ecologica, per ridurre i costi in bolletta e al contempo avere più resa. In questo scritto parleremo della pompa di calore, una particolare tecnologia che si affianca all’impianto fotovoltaico per quanto riguarda la fornitura di energia in maniera “indipendente”, ovvero non legata alle condutture pubbliche di gas.

Ci sono molti elementi nell’ambiente che ci circonda che possiedono una certa quantità di energia termica, che può essere usata per riscaldare gli ambienti di un edificio, oppure per renderlo più fresco con i giusti strumenti e conoscendo bene determinate caratteristiche fisiche per convertire l’energia termica. Uno di questi elementi è l’aria, e le pompe di calore hanno proprio quelle tecnologie necessarie a raccoglierla e distribuirla negli ambienti usando esclusivamente l’elettricità.

Si tratta di impianti che con dell’energia meccanica azionata dall’elettricità prendono l’energia termica da una fonte a temperatura bassa, e la rilasciano come temperatura più alta ad un’altra fonte. Il funzionamento di questi dispositivi non è complicato, ma in questo articolo cercheremo comunque di schematizzarlo per rendere meglio comprensibili tutti i termini tecnici legati al suo funzionamento, in modo che tutti possano comprendere bene come lavora una pompa di calore. Tutto comunque parte dal principio fisico che vuole un fluido sempre più caldo man mano che viene complesso, e più fresco quando lo si lascia espandere e tornare al volume d’origine.

Nello specifico, un termovettore viene inserito in un circuito della pompa di calore, e al suo interno muta due volte lo stato: passa infatti dallo stato di gas a quello di liquido, nel momento in cui il compressore lo comprime (appunto), e poi torna allo stato gassoso da quello liquido, quando viene mandato nella valvola di espansione, che serve ad espanderlo. Queste sono le due fasi “estreme”, ma naturalmente ci sono anche dei passaggi in mezzo dove il fluido continua a passare da una condizione all’altra. Infatti passa dal compressore al condensatore, il quale assorbe il calore che il fluido ha assorbito in fase di compressione per riscaldare l’aria, poi nella valvola di espansione e da lì all’evaporatore, dove prende il calore dall’ambiente per scaldarsi e recuperare il suo volume d’origine, raffreddando in questo modo l’aria da cui preleva il calore che gli serve. Tutto questo è messo in moto dall’elettricità  che aziona il compressore, il quale per primo cambia lo stato del fluido.

Come accennato, non è solo l’aria la fonte da cui la pompa di calore ricava l’energia termica necessaria a condizionare gli ambienti. A seconda della zona in cui viene installata, infatti, preleva calore dall’acqua o dalla terra, che in profondità è molto più calda che in superficie.  Per capire bene il funzionamento della pompa di calore vi basta analizzare un attimo l’elettrodomestico per eccellenza, che è presente in ogni casa: ovvero il frigo, che proprio per tenere freschi gli alimenti al suo interno assorbe il loro calore e lo disperde nell’ambiente esterno.

Perché usarla

Il processo appena descritto fa sì che si possa usare la pompa di calore in molti ambiti diversi, settori che hanno specificatamente bisogno di trasformare la temperatura. Infatti cambiando il flusso da aria calda a fredda e viceversa, si possono usare i termoconvettori per scaldare o rinfrescare gli ambienti. Se poi si sfruttano anche uno scambiatore di calore e un serbatoio, la pompa di calore è abile a scaldare l’acqua per i servizi igienici e per la cucina senza dover ricorrere al gas combustibile o agli scaldabagni, e inoltre è capace di dare energia all’impianto di riscaldamento, sia a pavimento che a radiatori.

Vediamo quindi tutte le tipologie di pompe di calore, che oltre alla fonte da cui prelevano l’energia di cui hanno bisogno, si differenziano per l’alimentazione, la maggior parte delle volte elettrica, in rari casi a metano. Esse sono:

  • Le pompe aria-aria, che sono le più diffuse e facili da installare. Questo le rende anche le più economiche, dal momento che sfruttano l’aria che naturalmente è presente in ogni dove e quindi non richiedono di aggiungere altri impianti. Sono però legate alla temperatura dell’aria da cui prelevano l’energia, e quando le temperature scendono sotto i 6°C richiedono un maggiore uso di energia a prestazioni meno efficienti. Tali pompe sono i condizionatori a due unità: quella esterna e lo split interno che rilascia l’energia.
  • Le pompe aria-acqua: sono simili alle prime, in quanto prendono energia dall’aria, ma da esse differiscono perché con uno scambiatore e con un boiler la cedono all’acqua per scaldarla, acqua che viene usata per uso sanitario (in bagno, in cucina) o per alimentare il riscaldamento.
  • Le pompe acqua-acqua: questi dispositivi prendono energia termica dall’acqua che si trova o in un pozzo o in un serbatoio. A differenza delle pompe di calore ad aria sono più stabili in quanto l’acqua presenta maggiore costanza nelle temperature. Ma costano anche l’80% in più delle pompe di altri tipi perché richiedono la costruzione di un serbatoio o di un pozzo.
  • Le pompe terra-acqua sono le pompe che prelevano il calore dalla terra, e quindi sono chiamate anche pompe di calore geotermiche. Costano molto in quanto la loro installazione comporta tanti lavori e l’installazione di impianti sofisticati, ma le prestazioni che assicurano sono davvero alte, efficienti e stabili. Queste pompe sono sconsigliate al singolo privato, mentre sono ottime se si vogliono alimentare immobili di grandi dimensioni o interi quartieri.

Vantaggi economici ed ecologici

Come tutti i sistemi energetici ecologici la pompa di calore si inserisce e si può integrare nell’annovero di ottimi metodi per rendere la casa più prestante, economica e al contempo ecologica. Se in un’abitazione gran parte dell’energia elettrica viene fornita attraverso il sole, la pompa di calore è estremamente conveniente rispetto all’uso di sistemi tradizionali, in quanto continua il filone dell’abbattimento dei costi e dell’azzeramento dell’impatto ambientale. Precisiamo che la resa di questo impianto è il quadruplo dell’energia impiegata per il suo funzionamento, ovvero con un kW di energia la pompa ne fornisce più di 4 in energia termica. Insomma, si ribadisce il vantaggio ecologico ed economico, che comunque è presente anche in caso non disponiate di impianto fotovoltaico o solare termico. E poi la pompa di calore riposiziona la casa in termini di classe energetica, aumentandone automaticamente il valore.

Il tutto può costare dai 300 ai 900 euro al kW installato per i sistemi ad aria e acqua (quelli a terra presentano costi decisamente più elevati, ed ecco perché sono consigliate per aree grosse di competenza pubblica o imprenditoriale, non certo privata). E inoltre ricordiamo che installare una pompa di calore vuol dire avere incentivi e detrazioni fiscali, come l’Ecobonus.