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.

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.

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

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.

Applicazioni

I climatizzatori sono ideali per climi temperati e ambienti residenziali di piccole dimensioni, vengono utilizzate prevalentemente per riscaldamento e raffrescamento, ma non per la produzione di acqua calda sanitaria. Ci sono altre pompe di calore aria-aria, i VRF, che invece coprono taglie di potenza superiori e quindi sono tipici delle applicazioni commerciali.

Prodotti

ClimaVAIR plus di Vaillant è il perfetto esempio di climatizzatore in pompa di calore aria-aria., con efficienza in raffrescamento fino ad A+++ e in riscaldamento A++ (scala A+++ - D), Intelligenza Artificiale integrata, doppio sistema di purificazione dell’aria e connettività integrata.

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.

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).

Applicazioni

Adatta a edifici residenziali e commerciali, soprattutto se dotati di impianti a bassa temperatura (es. riscaldamento a pavimento) e dovunque occorre produrre anche acqua calda sanitaria.

Prodotti

Nell’ampia gamma di soluzioni Vaillant, risaltano la pompa di calore aria-acqua monoblocco aroTHERM plus, con refrigerante naturale R290 a bassissimo GWP, pari a 0,02, e la pompa di calore aria-acqua aroTHERM Split plus con bollitore uniTOWER.

Le pompe di calore si possono distinguere anche in base alle diverse soluzioni tecnologiche che meglio si adattano a diverse situazioni installative.

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.

Non è necessario che il tecnico abbia il patentino F-Gas.

Pompe di calore splittate

Le pompe di calore splittata, 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.

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.

Le pompe di calore ad assorbimento funzionano senza compressore meccanico, basandosi su cicli termochimici alimentati da calore (come quello prodotto da un bruciatore a metano o GPL, o potenzialmente da solare termico) e integrano l'energia elettrica con quella del combustibile per provvedere al riscaldamento e al raffrescamento.

Efficienza e consumi

Minore efficienza rispetto alle pompe elettriche, ma vantaggiose dove si dispone di calore di scarto a temperatura medio/alta (cascami termici di applicazioni industriali).

Implicano costi iniziali elevati e necessitano di una fonte termica dedicata.

Applicazioni

Utilizzate in ambito industriale o in grandi strutture con disponibilità di calore di scarto, sono poco diffuse nel residenziale per via della complessità e dei costi.

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,

Appare evidente che individuare la pompa di calore perfetta per le proprie esigenze richiede un'attenta valutazione di diversi elementi specifici. Per compiere una scelta informata e mirata, è fondamentale prendere in considerazione i seguenti aspetti chiave.

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.