Tipologie di pompe di calore a confronto: caratteristiche, efficienza e applicazioni.
Le pompe di calore rappresentano una tecnologia chiave per la transizione energetica, offrendo soluzioni efficienti per riscaldamento, raffrescamento e produzione di acqua calda sanitaria.
La loro caratteristica è quella di sfruttare l’energia elettrica e il calore presente in fonti naturali come l’aria ambiente, le falde acquifere sotterranee e il calore geotermico, per riscaldare gli edifici in modo efficiente e sostenibile.
Questo articolo analizza le diverse tipologie disponibili sul mercato, confrontandone funzionamento, prestazioni e contesti di utilizzo ideali.
Fonte
Pompe di calore in base alla fonte di calore.
Il modo principale in cui sono distinte le pompe di calore è in base alla fonte di calore naturale che sfruttano per riscaldare o raffrescare l’ambiente domestico.
Vediamo quali sono le tipologie principali.
Aria
Pompa di calore aria-aria
Le pompe di calore aria-aria trasferiscono il calore tra l’aria esterna e l’aria interna degli ambienti. Le pompe di calore più comuni di questa tipologia sono i climatizzatori split in pompa di calore.
Il sistema si basa sul principio dello scambio di energia termica tra la stanza, il fluido refrigerante presente nei circuiti della pompa di calore e l’esterno.
In raffrescamento ciò che succede è, quindi, l’espulsione del calore all’esterno ed il conseguente raffreddamento dell’ambiente fino al raggiungimento della temperatura impostata.
In riscaldamento, grazie alla valvola a quattro vie per l’inversione del ciclo, il calore viene spostato dall’esterno verso l’interno.
- Efficienza e consumi
- Applicazioni
- Prodotti
Efficienza e consumi
Il Coefficiente di Prestazione stagionale in riscaldamento (SCOP) è circa 4, ed indica che per l’intero periodo di riscaldamento in un clima standard, i kWh termici prodotti sono 4 volte i kWh elettrici assorbiti per produrli (i restanti ¾ di energia sono rinnovabili). L’efficienza diminuisce tanto più che il clima è rigido quindi occorre fare attenzione in fase di progettazione.
Aria e acqua
Pompa di calore aria-acqua
La pompa di calore aria-acqua trasferisce invece il calore dall’aria esterna a un circuito idronico, alimentando radiatori, pannelli radianti o fancoil e rappresenta una delle soluzioni più versatili e diffuse in Italia.
Una pompa di calore aria‑acqua funziona utilizzando un ventilatore che aspira l’aria esterna e la convoglia verso uno scambiatore di calore. Qui, l’energia contenuta nell’aria viene trasferita a un refrigerante con basso punto di ebollizione.
Assorbendo il calore, il refrigerante evapora, passando dallo stato liquido a quello gassoso. Successivamente, un compressore elettrico aumenta la pressione del gas, innalzandone la temperatura.
Il calore così generato viene quindi trasferito all’impianto di riscaldamento della casa — ad esempio a un sistema di riscaldamento a pavimento — tramite un secondo scambiatore di calore (il condensatore). Durante questo processo, il refrigerante si ricondensa, tornando allo stato liquido.
Il ciclo continua quando il refrigerante passa attraverso una valvola di espansione, che ne riduce pressione e temperatura, riportandolo alle condizioni iniziali e permettendo al processo di ricominciare.
Anche con temperature esterne fino a –20 °C, una pompa di calore aria‑acqua è in grado di garantire calore costante ed efficiente all’interno dell’abitazione.
- Efficienza e consumi
- Applicazioni
- Prodotti
Efficienza e consumi
Il coefficiente SCOP di queste macchine è 4-5 se si parla di applicazioni a “bassa” temperatura (35°C di mandata), ma scende a 3 se si tratta di applicazioni a temperatura “media/alta” (55°C di mandata).
Terra
Pompa di calore geotermica
Le pompe di calore geotermiche sfruttano il calore stabile del terreno che tiene al riparo dal freddo le acque sotterranee, attraverso sonde verticali o orizzontali ed offrono prestazioni costanti indipendentemente dalle condizioni climatiche esterne.
Efficienza e consumi
Il coefficiente SCOP è elevato (circa 5) grazie alla temperatura costante della sorgente geotermica (10-15°C) ma richiede un investimento iniziale molto elevato e spazio per l’installazione delle sonde.
Applicazioni
Ideale per nuove costruzioni o ristrutturazioni importanti, dove è possibile sfruttare il terreno circostante ed è consigliata per grandi abitazioni o edifici commerciali con elevato fabbisogno termico, in zone molto fredde.
Acqua
Pompa di calore acqua-acqua
Le pompe di calore acqua-acqua utilizzano l’energia termica di falde acquifere, laghi o fiumi, trasferendola a un circuito idronico interno.
Sono meno diffuse a causa della necessità di una fonte d’acqua vicina e di qualità adeguata.
Efficienza e consumi
Il coefficiente SCOP è elevato (circa 5) grazie alla temperatura costante dell’acqua sotterranea ma costi di installazione elevati, dovuti alla perforazione e alla manutenzione dei pozzi.
Applicazioni
Principalmente utilizzate in contesti industriali o commerciali con accesso a risorse idriche abbondanti. Non sono adatte a piccole abitazioni per via della complessità impiantistica.
Monoblocco, split o sistema ibrido
Pompe di calore in base alla soluzione impiantistica
Le pompe di calore si possono distinguere anche in base alle diverse soluzioni tecnologiche che meglio si adattano a diverse situazioni installative.
Monoblocco
Pompe di calore monoblocco
Le pompe di calore monoblocco sono un sistema compatto con tutti i componenti del ciclo frigo racchiusi in un’unità esterna, semplificando l’installazione.
All'interno di questa unità si trovano evaporatore, compressore, condensatore e valvola di espansione. La pompa di calore estrae energia termica dall’aria esterna e la trasferisce all’acqua dell’impianto di riscaldamento. Il refrigerante, circolando all’interno del circuito chiuso, assorbe il calore dall’aria e evapora, passando allo stato gassoso.
Successivamente, il compressore aumenta la pressione e quindi la temperatura del gas refrigerante. Quando il gas passa attraverso lo scambiatore di calore (condensatore), ritorna allo stato liquido e cede energia termica all’acqua che circola nell’impianto di riscaldamento dell’edificio.
Per l'installazione non è necessario che il tecnico abbia il patentino F-Gas.
Split
Pompe di calore splittate
Le pompe di calore splittate, anche conosciute come pompe di calore split (dall’inglese split, “diviso” o “separato”), è una pompa di calore idronica aria-acqua composta da due unità separate:
- L'unità esterna, che si occupa di scambiare calore con l’aria e trasferire l’energia termica al fluido refrigerante. È composta da compressore, valvola di espansione e ventilatore.
- L'unità interna, che scambia il calore tra il refrigerante e l’acqua tecnica utilizzata nell’impianto di riscaldamento.
ll collegamento tra le due unità deve essere effettuato da un tecnico altamente specializzato che si occuperà di installare tubazioni di refrigerante ad alta pressione (è richiesto patentino F-Gas).
Poichè le unità si possono posizionare separatamente, le modalità di installazione sono flessibili per una più facile integrazione con l’abitazione.
Monoblocco vs. Split
Pompa di calore monoblocco vs. split: differenze, vantaggi e svantaggi
Approfondisci le differenze tra una soluzione con pompa di calore monoblocco e una con pompa di calore split, scopri le differenze, vantaggi e svantaggi delle due soluzioni e qual è la soluzione più adatta in base alla tua abitazione.
Gamma pompe di calore
Scopri le migliori pompe di calore aria-acqua Vaillant.
- 1/2Pompa di calore aria-acquaaroTHERM plus 8.1Efficienza senza vincoli.Scopri di più
Massima efficienza, senza vincoli.
La pompa di calore aria-acqua aroTHERM plus è disponibile con potenze di 4, 6, 8, 12 e 15 kW e utilizza il refrigerante naturale R290.
Grazie alla funzione "flexible space", meccanismo unico nel settore, non ci sono quasi più restrizioni sul luogo di installazione perchè l'area di rispetto per R290 viene ridotta notevolmente.
Nella versione 8.1 la aroTHERM plus, il bestseller Vaillant, torna con un nuovo design sia dell’unità esterna che delle unità interne oltre ad un aumento dell’efficienza fino al 210% che la riconfermano come un esempio di eccellenza per il riscaldamento domestico.
Dotata del refrigerante naturale R290, è la nostra pompa di calore aria-acqua più efficiente con un SCOP fino a 5,33 (80% dell'energia prelevata dall'ambiente e solo 20% dell'energia è prelevata dalla rete).
- 2/2Pompa di calore aria-acquaaroTHERM proLa più compatta.Scopri di più
aroTHERM pro
aroTHERM pro è la pompa di calore monoblocco con refrigerante R290 più compatta della gamma Vaillant.
Grazie ad una meticolosa progettazione si è riusciti ad ottimizzare le dimensioni del prodotto e a raggiungere una potenza di 15 kW con un layout monoventola. Questo non inficia le prestazioni che si attestano su ottimi livelli sia per il riscaldamento stagionale (classe ErP A+++) sia per la temperatura di mandata (fino a 70°C).
Oltre che per le dimensioni, il prodotto risulta molto versatile per la funzione Flexible Space, sistema brevettato da Vaillant che riduce quasi a zero le aree di rispetto per il gas R290. Installare aroTHERM pro vicino a porte, finestre e cavedi non sarà più un problema.
Sistema ibrido
Pompe di calore ibride
Le pompe di calore ibride rappresentano una soluzione versatile che integra una pompa di calore con un sistema di riscaldamento supplementare, tipicamente una caldaia a gas o un impianto solare termico, ottimizzando prestazioni e flessibilità.
Efficienza e consumi
Le pompe di calore ibride ottimizzano l'efficienza energetica abbinando la pompa di calore a un sistema supplementare (per esempio una caldaia),
Mantengono buona efficienza anche con i radiatori e possono produrre acqua calda sanitaria istantaneamente senza accumuli. La loro installazione è spesso più semplice ed economica di una semplice pompa di calore se si vuole lasciare l’impianto inalterato introducendo al contempo una componente rinnovabile.
Applicazioni
Ideali per sostituire vecchie caldaie per riscaldamento e acqua calda sanitaria, le ibride aria-acqua funzionano bene con i radiatori.
Prodotti
Tra le soluzioni ibride Vaillant si trova il sistema ibrido systemHYBRID plus istantaneo, formato da caldaia a condensazione murale ecoTEC pure VMW, accumulo inerziale da 70 litri BX70 e e pompa di calore monoblocco aroTHERM plus monofase.
ecoTEC pure identifica una caldaia a condensazione ad alto rendimento, con un'efficienza energetica stagionale per il riscaldamento fino al 92%.
Tipologie di alimentazione elettrica
Pompe di calore in base all’alimentazione elettrica
Oltre alla fonte di calore e alla tecnologia usata, un altro aspetto fondamentale da considerare è il tipo di alimentazione elettrica di una pompa di calore: monofase o trifase.
Questa scelta incide sulle prestazioni, sull’affidabilità dell’impianto, sui consumi e sulla durata delle apparecchiature:
- pompa di calore monofase: l’alimentazione monofase è largamente diffusa nelle abitazioni e rappresenta il sistema standard, con una tensione che in Europa oscilla tra 220 e 240 volt. Le pompe di calore con questa alimentazione richiedono un solo conduttore di alimentazione, con conseguente costo ridotto. Inoltre, il costo iniziale è in genere più contenuto e l’installazione più semplice.
- pompa di calore trifase: l’alimentazione trifase è la soluzione standard per applicazioni industriali ed edifici di grandi dimensioni perché è in grado di gestire una potenza superiore e trasportarla in modo più efficiente rispetto al monofase. Può comportare l’adeguamento dell’impianto elettrico, con conseguente aumento dei costi.
Un impianto con pompa di calore può generalmente funzionare in un contesto residenziale con un contatore monofase. Tuttavia, se si scegliesse una pompa di calore trifase, sarebbe fondamentale verificare che il proprio contatore elettrico di casa sia trifase, oppure provvedere alla sua sostituzione,
Guida alla scelta
Guida alla scelta della pompa di calore: analisi dei fattori determinanti.
- Contesto climatico
- Spazio
- Impianto esistente
- Budget
- Incentivi fiscali
Il contesto climatico locale.
Le condizioni meteorologiche della zona di installazione giocano un ruolo primario.
Ad esempio, in aree caratterizzate da inverni particolarmente rigidi, soluzioni come le pompe di calore geotermiche o i modelli aria-acqua progettati specificamente per operare efficientemente ad alte temperature (e quindi con basse temperature esterne) sono generalmente da preferire.
Come scegliere
Pompe di calore: versatilità e criteri per una scelta consapevole.
Come abbiamo visto, il panorama delle pompe di calore offre un'ampia gamma di soluzioni tecnologiche, capaci di adattarsi con precisione a contesti e necessità molto diversi tra loro. Questa flessibilità permette di individuare la tecnologia più adatta per specifiche esigenze applicative:
- nell'ambito residenziale, ad esempio, le pompe di calore aria-acqua si distinguono per la loro versatilità installativa, la possibilità di produrre acqua calda sanitaria e la facilità con cui possono essere integrate con sistemi fotovoltaici, promuovendo l'autoconsumo e l'efficienza energetica domestica.
- per il settore commerciale o industriale, caratterizzato da carichi termici più consistenti, le pompe di calore acqua-acqua o quelle geotermiche rappresentano spesso la scelta d'elezione, grazie alla loro elevata efficienza e capacità di gestire richieste energetiche importanti.
- Nelle aree geografiche che dispongono di abbondanti risorse idriche superficiali o di falda, le pompe di calore acqua-acqua offrono l'opportunità di sfruttare queste sorgenti naturali per una climatizzazione efficiente e a basso impatto.
- in un'ottica di decarbonizzazione e transizione energetica, le pompe di calore completamente elettriche sono fondamentali per ridurre le emissioni di gas serra, mentre i sistemi ibridi possono rappresentare un'efficace e pragmatica soluzione transitoria, agevolando il passaggio verso tecnologie più sostenibili.
È quindi chiaro che la scelta della pompa di calore ottimale richiede di bilanciare efficienza desiderata, costi (di investimento e gestione) e le specificità del contesto di installazione.
Per questo motivo, una valutazione tecnica personalizzata, condotta da professionisti qualificati Vaillant, si rivela sempre un passaggio determinante per massimizzare i benefici e garantire la piena soddisfazione delle proprie esigenze di climatizzazione.
Grande efficienza. Grandi incentivi.
Scegliere un nuovo sistema di riscaldamento è un investimento intelligente, soprattutto quando si tratta di garantire un approvvigionamento energetico affidabile ed economicamente sostenibile per la tua casa.
Nelle nuove costruzioni, la pompa di calore è quasi sempre la soluzione ideale.
Tuttavia, anche nei progetti di modernizzazione di impianti esistenti esistono ottime possibilità di accedere a incentivi e detrazioni fiscali messi a disposizione dallo Stato.
