Tutto quello che c’è da sapere sulle pompe di calore. Dalla descrizione tecnica al loro funzionamento. Dai vantaggi ai consigli sul loro utilizzo.
Principio di funzionamento base
La prima cosa che ci viene in mente pensando al termine “Pompa di calore” è, probabilmente, qualcosa di meccanico che letteralmente “pompa” aria calda.
In realtà il funzionamento di una pompa di calore è simile a quello di un frigorifero, ma invertito.
In un frigorifero, il calore viene estratto dall’interno ed espulso all’esterno mediante l’utilizzo di un fluido refrigerante.
Una pompa di calore, sfruttando lo stesso principio, fa l’esatto contrario: estrae il calore da una fonte naturale (aria, acqua o terra) e lo trasporta dentro l’edificio alla temperatura idonea, in funzione del tipo di impianto di riscaldamento.
Qui di seguito ci sono alcuni campi di applicazione delle pompe di calore: dai refrigeratori ai condizionatore d’aria, passando per quelle a compressione di gas e quelle ad assorbimento fino ai Vortex e alle pompe a scambio geotermico.
Le pompe di calore funzionano grazie a diversi principi fisici, ma sono classificate in base alla loro applicazione (trasmissione di calore, fonte di calore, dispersore di calore o macchina refrigeratrice).Nel ciclo frigorifero di una pompa di calore, un gas (spesso denominato “freon”) ha la capacità di assorbire calore dalla fonte naturale e poi, a seguito di una compressione che ne innalza la temperatura, cederlo all’impianto di riscaldamento. L’energia resa all’impianto è da 3 a 6 volte maggiore di quella spesa dal compressore. In sintesi il principio di funzionamento è il seguente: all’interno dell’evaporatore il fluido subisce un passaggio di stato, evaporando.
Così facendo, esso sottrae calore alla sorgente fredda con cui è in contatto. Subito dopo, esso passa attraverso un compressore dove viene fatta aumentare la sua pressione e la sua temperatura. Il vapore surriscaldato ad alta pressione circola nel secondo scambiatore di calore del circuito, il condensatore, dove trasferisce calore allla sorgente calda, che per esempio può essere il fluido termovettore utilizzato in un impianto termico, condensando a poco a poco. L’ultimo elemento del circuito è la valvola di laminazione che consente al fluido frigorigeno di tornare nelle condizioni iniziali di temperatura e pressione presso l’evaporatore, dove inizierà un nuovo ciclo di scambio termico. Si immaginino 100 unità di energia termica all’interno di un pallone; questo viene compresso fino a raggiungere le dimensioni di una pallina da ping pong. La temperatura dell’aria all’interno è aumentata perché il lavoro compiuto per la compressione, per esempio 100 unità, ha prodotto un incremento dell’energia termica. Nel caso ideale di compressione adiabatica, cioè senza scambi di calore con l’ambiente esterno, l’energia interna alla palla è ora 200 unità. In caso contrario sarà inferiore, comunque compresa tra 100 e 200 unità. Le pareti della pallina si riscaldano e quindi il calore incomincia a trasferirsi all’esterno. Per portare questo calore in un altro luogo, si può immaginare di muovere la pallina in una zona fredda, dove essa gradualmente varierà la sua temperatura fino a uguagliare la temperatura dell’ambiente: in questo processo si ipotizza che essa trasferisca 50 unità di energia termica.
Dopo che la pallina si è raffreddata, la si può riportare nella zona iniziale e lasciarla espandere. Dato che ha perso calore, nel momento in cui torna alle dimensioni di un pallone la sua temperatura è troppo bassa e quindi comincia ad assorbire energia termica, raffreddando l’aria circostante
Il compressore di una pompa di calore crea proprio la differenza di pressione che permette al ciclo di funzionare (similmente alla palla che si espande e si contrae): esso aspira il fluido refrigerante attraverso l’evaporatore, dove il fluido stesso evapora a bassa pressione assorbendo calore, lo comprime e lo spinge all’interno del condensatore dove il fluido condensa ad alta pressione rilasciando il calore assorbito. Dopo il condensatore, il fluido attraversa la valvola di laminazione che lo porta in condizione liquido/vapore (riduce la pressione del fluido), successivamente rientra nell’evaporatore ricominciando il ciclo. Il fluido refrigerante cambia di stato all’interno dei due scambiatori: passa nell’evaporatore da liquido a gassoso, nel condensatore da gassoso a liquido.
Le pompe di calore possono essere a gas o elettriche e si distinguono in queste 4 sotto-categorie:
Pompe di calore aria/acqua
La pompa di calore 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).
Pompe di calore aria/aria
La pompa di calore preleva calore dalla sorgente fredda costituita dall’aria (esterna) e lo cede al pozzo caldo costituito ancora da aria (quella dell’ambiente riscaldato).
Pompe di calore acqua/acqua
La pompa di calore preleva calore dalla sorgente fredda costituita da acqua (di lago, fiume o falda) e la cede al pozzo caldo costituito da un circuito d’acqua (di riscaldamento degli ambienti).
Pompa di calore acqua/aria
La pompa di calore preleva calore dalla sorgente fredda costituita da acqua (di lago, fiume o falda) e la cede al pozzo caldo costituito da aria (quella dell’ambiente riscaldato).
Vantaggi, quando e come conviene, quanto fa risparmiare e come scegliere l’incentivo giusto.
Vale la pena di sostituire la caldaia a gas/scaldabagno da pensionare, o un sistema di condizionamento tradizionale, con una pompa di calore elettrica? E, se decidiamo di farlo, quale incentivo scegliere: il conto termico o le detrazioni discali del 65% per l’efficienza energetica?
La domanda più importante: conviene o non conviene?
E’ inutile girarci troppo intorno.
Lavoriamo nel settore da anni e abbiamo affrontato il discorso decine e decine di volte, scoprendo che la soluzione pompa di calore, pur comportando un investimento iniziale decisamente più impegnativo, è economicamente conveniente, specie nelle sue declinazioni tecnologiche meno costose e usufruendo delle detrazioni fiscali.
Ok, abbiamo detto che fa risparmiare: ma quanto?
Secondo i nostri calcoli, in ambito residenziale una pompa di calore aria-acqua da 10 kW, con costo 5-6mila euro, senza incentivi si ripagherebbe in 9 e in 12 anni, garantendo un risparmi attuale di 400-700 euro. Se consideriamo le detrazioni fiscali il tempo di pay-back del caso citato si abbassa a 4-7 anni, mentre, con il conto termico è di 5-8 anni.
Agevolazioni fiscali per le ristrutturazioni: in breve
Sono state prorogate fino a 31 dicembre 2017 tutte le agevolazioni in termini fiscali per le ristrutturazione e riqualificazioni energetiche degli edifici.
Per saperne di più potete visitare il sito dell’Agenzie delle entrate.
Il nuovo conto termico 2.0
Il nuovo Conto Termico è un meccanismo, nel suo complesso, rinnovato mediante un ampliamento delle modalità di accesso e dei soggetti ammessi, al quale sono stati introdotti nuovi interventi di efficienza energetica. Altre novità riguardano gli incentivi stessi: sono infatti previsti sia l’innalzamento del limite per la loro erogazione in un’unica rata (dai precedenti 600 agli attuali 5.000 euro), sia la riduzione dei tempi di pagamento che, nel nuovo meccanismo, passano da 6 a 2 mesi.
Per ulteriori informazioni potete visitare il sito dedicato a questo link.
