Pompa di calore: cos'è e come funziona?

Una pompa di calore è un sistema per il riscaldamento di un ambiente che funziona estraendo il calore da una fonte a temperatura più bassa e diffondendolo all'interno della casa, dove è più alta.

Si tratta di una tecnologia altamente efficiente che permette un risparmio in bolletta rispetto al riscaldamento tradizionale e che ha un consumo di energia ridotto, garantendo così una maggiore sostenibilità ambientale. 

Ma come funziona? Quante tipologie ne esistono? E quanto costa installarla? Vi rispondiamo a tutte queste domande qui sotto. 

Cos’è la pompa di calore?

La pompa di calore è una particolare macchina termica in grado di estrarre energia da una fonte (l’aria, l’acqua, il suolo) e convertirla in energia termica. Alla base di questo sistema c’è un principio fisico che regola il funzionamento dei sistemi detti “a pompa di calore” che possono essere utilizzati in svariati contesti, per il riscaldamento degli ambienti o dell’acqua sanitaria o anche per il raffrescamento domestico, garantendo un’efficienza elevata. Esistono vari tipi di pompa di calore: in linea di massima, tutti i sistemi sono composti da 4 fasi con un evaporatore, un compressore, un condensatore e un espansore.

Come funziona la pompa di calore?

Il funzionamento di una pompa di calore è, tecnicamente, lo stesso di un frigorifero. La differenza tra i due sistemi è dovuta al ruolo che rivestono la sorgente e il luogo di destinazione del calore. Il frigorifero estrae calore dal suo interno e lo riversa all'esterno, mentre la pompa di calore estrae calore da una fonte esterna (aria, acqua o terra) per trasferirlo all'interno dell'abitazione.

Sfruttando le proprietà termiche del liquido refrigerante che circola nell'impianto è infatti possibile estrarre calore dall'aria, dall'acqua di falda o dal terreno al di sotto di una certa profondità per trasferirlo nel luogo desiderato. Per portare a termine questo procedimento bisogna utilizzare un compressore elettrico, o un dispositivo che svolga le stesse funzioni, che tipicamente necessita di corrente per funzionare (proprio come il frigorifero di casa).

Come evidenziato in precedenza, una pompa di calore si articola in 4 fasi. La prima avviene all’interno di un evaporatore dove l’energia termica prelevata dall’ambiente viene trasferita al fluido refrigerante tramite uno scambiatore di calore. A questo punto, il fluido evapora e, in stato gassoso, entra nella seconda fase, con un compressore (azionato dall’energia elettrica) che lo comprime e lo riscalda.

Nella terza fase, in un condensatore, il refrigerante torna allo stato liquido. Il calore estratto dal gas viene poi trasferito all’accumulatore del sistema di riscaldamento per andare a riscaldare l’ambiente oppure l’acqua. Infine, nella quarta fase, il fluido, grazie a un espansore, passa attraverso una valvola si raffredda, ritornando allo stato di partenza.

Gli impianti attualmente in commercio utilizzano tecnologie molto differenti a seconda della fonte del calore e delle specifiche necessità di climatizzazione, ma tutte si rifanno allo stesso funzionamento di base appena descritto. In questo modo, si possono produrre 5 kWh di energia termica a partire da 1 solo kWh di energia elettrica. E trovando un'offerta sull'energia elettrica particolarmente conveniente, il risparmio è notevole! 

Quali sono le tipologie di pompe di calore?

Esistono tre tipologie di pompe di calore:

• Pompa di calore aria aria o aria acqua
• Pompa di calore acqua acqua
• Pompa di calore geotermica

Vediamo ora in dettaglio il funzionamento di una pompa di calore di ciascun tipo. 

Pompa di calore aria aria e aria acqua

Queste pompe di calore sono le più comuni in circolazione, dato che sono le più semplici ed economiche da installare. La loro fonte di calore è l'aria esterna, da cui lo estraggono per rilasciarlo all'interno. Sono ormai molto diffusi i condizionatori che svolgono anche la funzione di pompa di calore aria aria, permettendo quindi di raffreddare l'ambiente in estate e di riscaldarlo in inverno con un solo impianto. 

La pompa aria acqua funziona allo stesso modo, ma invece di riscaldare l'aria riscalda l'acqua, che poi viene utilizzata direttamente o per i termosifoni. Lo svantaggio di questo sistema è che tende a diventare inefficace al di sotto dei 5-7° di temperatura esterna. Non è quindi adatto alle zone a clima freddo. 

Pompa di calore acqua acqua

La pompa di calore acqua acqua è adatta anche alle zone più fredde, perché la sua fonte di calore è l'acqua di una sorgente. Le falde acquifere, infatti, tendono ad avere una temperatura costante anche in pieno inverno, garantendo il riscaldamento con qualunque condizione metereologica. 

Come potrete facilmente capire, però, è possibile utilizzare questo impianto solo se nelle vicinanze di casa vostra c'è una sorgente facilmente raggiungibile, e l'installazione è notevolmente più complessa e costosa delle pompe aria aria. Bisogna infatti scavare un pozzo con cui arrivare alla falda.  

Pompa di calore geotermica

Una pompa di calore geotermica sfrutta il calore naturalmente presente in profondità nel terreno, che rimane stabile in qualunque stagione. Attraverso una sonda, il calore viene estratto dal terreno e utilizzato per riscaldare l'acqua che poi viene inserita in un sistema di riscaldamento, che può essere tradizionale (coi termosifoni) o a pavimento.

Si tratta quindi di una soluzione ecosostenibile e adatta ad ogni tipo di clima.Tuttavia, non è sempre possibile installare questo sistema, che dipende in ultima istanza dalla tipologia di terreno su cui è costruita la vostra casa. Inoltre, anche in questo caso, la necessità di scavare in profondità nel terreno porta in genere a costi di installazione molto elevati. 

Una pompa di calore può sostituire la caldaia?

La risposta a questa domanda è sì, se scegliete il sistema giusto e più adatto al clima del luogo in cui vi trovate.

Se vivete in una zona dal clima mite, come le zone costiere del sud Italia, una pompa di calore aria aria basterà per le vostre esigenze di riscaldamento e farà anche da condizionatore in estate. Se invece vivete in una zona più fredda, dovete considerare il sistema acqua acqua o il geotermico, che però non sono sempre praticabili, dato che dipendono dalla presenza di una sorgente o da una certa tipologia di terreno. 

Sono molto comuni gli impianti ibridi, che prevedono la presenza in contemporanea sia della pompa di calore che della caldaia tradizionale, che entra in azione quando la prima non riesce a riscaldare a sufficienza. 

Quanto costa un riscaldamento con pompa di calore?

Vediamo ora i costi di installazione di ogni diversa tipologia: 

• Pompa di calore aria aria: un condizionatore che include anche pompa di calore ha un costo leggermente superiore rispetto a un condizionatore semplice, ma questa differenza si sta riducendo e gli ultimi modelli tendono ad avere entrambi. Il prezzo finale varia molto in base al modello scelto e alle dimensioni dell'abitazione e mediamente si aggira tra i 250 e i 700 euro per kW.
• Pompa di calore aria acqua: il costo in questo caso può salire anche fino a 900 euro per kW, dato che bisogna effettuare i collegamenti con il sistema di riscaldamento.
• Pompa di calore acqua acqua e geotermica: in questo caso fare una stima è più difficile, visto che il costo dipende in larga parte dalla difficoltà di raggiungimento della falda o del terreno giusto. L'installazione può superare anche i 1500 euro per kW, ma solo con un preventivo personalizzato è possibile conoscere il costo reale. 

Per esempio, per riscaldare un appartamento di 100mq con pompa di calore la spesa si aggira intorno a 515 euro all'anno, mentre con caldaia a gas metano, sarebbe su 1140 euro all’anno.

Quindi quanto si risparmia?

Veniamo ora al risparmio che si può ottenere installando un sistema di riscaldamento di questo tipo:

• Minori consumi: l'utilizzo di una pompa di calore perfette di far calare anche del 70% la bolletta del gas, con un aumento sulla bolletta elettrica relativamente ridotto. Per scoprire le tariffe più convenienti per te, scopri le migliori offerte sulle bollette di gas e luce.
• Incentivi fiscali: grazie al cosiddetto Ecobonus chi applica degli interventi di riqualificazione energetica può approfittare di una detrazione fino al 70%, grazie al Superbonus, oppure fino al 65%, grazie all’Ecobonus
• Conto termico: un ulteriore sistema di incentivi per chi produce energia da fonti rinnovabili.