Anche quando il termometro in inverno scende sotto zero, le pompe di calore aria-aria o aria acqua continuano a riscaldare gli ambienti in modo efficace. All’abbassarsi della temperatura esterna cala il rendimento, ma considerando l’intera stagione di riscaldamento, che comprende anche giornate più miti, questi sistemi garantiscono un netto risparmio sui consumi rispetto a una caldaia.
Indice:
- Pompa di calore temperatura esterna sotto zero? Sì
- Le pompe di calore sono molto utilizzate dove fa freddo
- Perché le pompe di calore funzionano anche con climi rigidi
- La temperatura dell’aria esterna influenza le prestazioni
- La differenza tra COP e COP stagionale
- La temperatura operativa limite
- I test con temperatura sotto zero
- I test con gli edifici vecchi
- Affidabilità delle pompe di calore in condizioni estreme
- In sintesi: come si comportano le pompe di calore quando fa freddo
- FAQ - Domande frequenti
Pompa di calore e temperatura sotto zero? Sì
Molte persone hanno il dubbio, o più spesso diversi dubbi, sull’efficacia della pompa di calore quando la temperatura esterna in inverno scende sotto zero, temendo che il funzionamento possa essere compromesso o addirittura inefficace.
Ma è vera questa affermazione? La risposta è no. Le pompe di calore moderne sono progettate per funzionare anche in condizioni climatiche estreme.
Prima di tutto, c’è una evidenza legata al mercato: sempre più persone scelgono le pompe di calore come impianto di riscaldamento, anche in Paesi dove in inverno il clima è molto rigido, quindi riescono a svolgere bene il loro ruolo di generatori di calore anche dove le temperature vanno spesso sotto zero. Questo accade perché è la tecnologia stessa della pompa di calore a essere perfettamente in grado di riscaldare anche se all’esterno fa molto freddo.
Quello che cambia è il livello di efficienza: una pompa di calore per raggiungere la temperatura di comfort in casa consuma di più nelle giornate gelide, ma del resto la stessa cosa accade con una caldaia. È comunque dimostrato come il funzionamento di una pompa di calore sia decisamente più conveniente dal punto di vista dei consumi energetici.
Non va dimenticato, inoltre, che l’evoluzione tecnologica ha portato al rilascio di nuovi prodotti che lavorano con ottime efficienze ad alta temperatura di mandata, permettendo di installare pompe di calore praticamente in qualsiasi edificio, anche non isolato, oltre che con qualsiasi tipo di clima.
Nel corso dell’articolo troverai consigli pratici per ottimizzare l’uso della pompa di calore in inverno e rispondere ai principali dubbi che puoi avere come utente.
Le pompe di calore sono molto utilizzate dove fa freddo
Se le pompe di calore non fossero performanti con i climi freddi, in Scandinavia non sarebbero utilizzate. Invece, proprio i Paesi scandinavi sono quelli che, all’interno dell’Europa, vantano la maggiore diffusione di questi sistemi.
Svezia e Norvegia, infatti, sono dei leader storici del mercato delle pompe di calore, grazie a politiche particolarmente attente all’efficienza e sostenibilità ambientale, e vantano altissime percentuali di diffusione (fino al 66% delle famiglie norvegesi), con un utilizzo particolarmente diffuso di pompe aria-aria e aria-acqua. Anche in Finlandia ed Estonia, altri due Paesi con i climi più rigidi d’Europa, le pompe di calore sono molto utilizzate (41% delle famiglie per la Finlandia e 34% per l’Estonia, secondo uno studio pubblicato su Nature Energy nel 2022).
Il range operativo delle pompe di calore moderne è stato adattato per funzionare in regioni con climi molto diversi, garantendo prestazioni affidabili anche a temperature esterne sotto zero.
Negli anni più recenti anche in Francia, Germania e Italia le vendite di pompe di calore sono decollate, con Francia e Italia che guidano la classifica delle nuove installazioni.
Perché le pompe di calore funzionano anche con climi rigidi
Le pompe di calore aria-acqua e aria-aria sono macchine termiche che prelevano calore dall’aria dell'ambiente esterno per trasferirla all’acqua dell’impianto o direttamente all’aria degli ambienti interni. Questo avviene grazie a un ciclo termodinamico che sfrutta un gas refrigerante che viene ciclicamente compresso da un compressore elettrico.
L’aria esterna, dunque è la sorgente da cui la pompa di calore estrae energia termica.
Ma come fa a estrarla se fuori c’è una temperatura di -7°C?
Perché tecnicamente una fonte contiene sempre un po’ di energia termica, se la sua temperatura è superiore allo zero assoluto (-273,15°C), e perché il gas refrigerante nella fase in cui assorbe calore può raggiungere una temperatura bassissima (fino a circa -50°C), ben inferiore a quella dell’aria, per poi raggiungere picchi anche superiori ai 100°C nel momento del passaggio nel compressore.
La temperatura dell’aria esterna influenza le prestazioni
Le prestazioni in riscaldamento di una pompa di calore sono indicate dal suo COP (Coefficient of Performance), un valore che indica il rapporto tra energia resa in calore ed energia elettrica consumata: più è alto, più la pompa di calore è efficiente. Il COP, però, non è fisso, ma può variare molto, tipicamente da 2 e fino a 5-6 a seconda del tipo di pompa di calore (aria-aria, aria-acqua, geotermica) e in funzione delle condizioni di funzionamento, soprattutto quelle della temperatura esterna.
In media per una pompa di calore aria-aria un buon COP è generalmente tra 3 e 4, mentre con un modello aria-acqua può superare 5: in questo caso, significa che a fronte del consumo di 1 kWh di elettricità, il sistema restituisce oltre 5 kWh termici, con una efficienza di lavoro decisamente buona.
Ad esempio, Vitocal 250-A di Viessmann è una pompa di calore aria-acqua con potenze da 4 a 19 kW monofase o trifase e con un COP che in riscaldamento arriva fino a 5,3 (aria 7°C/acqua 35°C).
Perché il COP in riscaldamento di una pompa di calore cala quando l’aria esterna è particolarmente fredda?
Perché la macchina ha bisogno di più energia per estrarre calore dalla sorgente esterna e riscaldare la casa. In ogni caso, anche con condizioni di temperatura non favorevoli, magari di diversi gradi sotto zero, e COP bassi (ad esempio pari a 2), una pompa di calore produce sempre più energia di quella consumata elettricamente, perché una quota dell’energia utilizzata per riscaldare è l’energia termica gratuita estratta dalla sorgente esterna.
La differenza tra COP e COP stagionale (SCOP)
Per avere un’idea precisa dell’efficienza di una pompa di calore durante il periodo di invernale, più che guardare al COP che, come abbiamo visto, può ambiare in continuazione a seconda delle condizioni, bisogna considerare lo SCOP (Seasonal COP), calcolato sull’effettivo consumo energetico con le diverse temperature della sorgente esterna durante l’intera stagione di riscaldamento. Se una pompa di calore ha funzionato con un COP pari a due nelle ore più fredde dell’anno, senz’altro le sue prestazioni medie stagionali sono state decisamente superiori.
In generale, la valutazione dell’efficienza stagionale tramite SCOP è valida per tutti i modelli di pompe di calore, indipendentemente dalla marca o dalle specifiche tecniche.
La temperatura operativa limite
La Temperatura operativa limite (TOL) è una specifica presente nelle schede tecniche fondamentale per scegliere una pompa di calore adeguata alle proprie esigenze climatiche. La TOL rappresenta la temperatura esterna minima, specificata dal produttore, al di sotto della quale una pompa di calore perde sensibilmente capacità nel fornire calore ed è un valore che varia molto da un modello all’altro. Può arrivare anche a livelli molto bassi di temperatura, come -15 °C o -20 °C per i modelli più performanti.
I test con temperatura sotto zero
Per mostrare che le pompe di calore non solo funzionano in riscaldamento anche con climi molto freddi, ma lo fanno anche con rendimenti accettabili, guardiamo cosa dicono alcuni test.
Normalmente, da “etichetta”, le pompe di calore hanno un funzionamento definito ottimale (quello per cui viene dichiarato il valore di COP) fino a -7/-10 °C, ma le prove in laboratorio effettuate da Eurofins Expert Services in Finlandia nel 2021 su alcuni modelli di pompe di calore di diversi brand si spingono oltre, mostrando che il COP si manteneva su valori superiori a 2 con -20 °C di temperatura dell’aria e che il parametro scendeva verso 1 con -30 °C. In ogni caso, anche a queste temperature i sistemi erano in grado di fornire il calore necessario, solo con un calo dell’efficienza.
Considerando che in Italia, durante le giornate più rigide, si scende sotto zero solo di qualche grado (a parte le zone più fredde di montagna), si può capire come il rendimento di questi generatori di calore possa essere considerato più che soddisfacente in tutte le situazioni.
I test con gli edifici vecchi
Anche il Fraunhofer Institut, organizzazione europea per la ricerca applicata, ha condotto qualche anno fa delle analisi in Germania sul funzionamento di alcune decine di pompe di calore in condizioni reali in edifici mono o plurifamiliari per la maggior parte “datati”, quindi non ben coibentati e non sempre dotati di sistemi di distribuzione del calore a bassa temperatura.
In queste condizioni, con aria esterna a -3°C i sistemi aria-acqua hanno ottenuto valori di SCOP (COP Stagionale) più che accettabili (da 2,5 a 3,8, con una media di 3,1) mentre le pompe di calore geotermiche, che hanno il vantaggio di sfruttare un fonte esterna con temperatura più stabile, hanno raggiunto un valore medio di 4,1.
Questa è una dimostrazione del fatto che non sempre è necessario riqualificare completamente un edificio dal punto di vista dell’isolamento e dei sistemi di distribuzione del calore per poter far funzionare bene una pompa di calore, anche perché in passato si tendeva a “sovradimensionare” l’impianto di distribuzione, fatto che permette di utilizzare temperature dell’acqua di mandata più basse per raggiungere la temperatura di comfort ambientale.
Affidabilità delle pompe di calore in condizioni estreme
Quando si parla di riscaldamento invernale, una delle domande più frequenti riguarda l’affidabilità delle pompe di calore in presenza di temperature esterne sotto zero. In realtà, le moderne pompe di calore rappresentano una soluzione affidabile ed efficace anche in condizioni climatiche estreme, grazie a tecnologie sempre più avanzate e a una progettazione pensata per garantire comfort e prestazioni elevate in ogni situazione.
Le pompe di calore sono progettate per funzionare in modo efficiente anche quando il termometro scende fino a -20°C o -25°C, a seconda del modello e della tecnologia adottata. Tuttavia, in presenza di temperature particolarmente rigide, è normale osservare un calo della capacità di riscaldamento e un aumento dei consumi elettrici, dovuti principalmente allo sforzo maggiore necessario per estrarre calore dall’aria esterna. Un altro aspetto da considerare è la possibile formazione di ghiaccio sulla batteria esterna, che può temporaneamente ridurre le prestazioni del sistema.
Per assicurare la massima affidabilità della pompa di calore anche sotto zero, è fondamentale scegliere un modello adatto alle condizioni climatiche della propria zona. I sistemi dotati di tecnologia inverter, ad esempio, sono in grado di modulare la potenza in base alle reali esigenze dell’abitazione, ottimizzando i consumi e mantenendo costante il comfort interno. La manutenzione regolare svolge un ruolo chiave: controllare periodicamente lo stato della batteria esterna, delle tubazioni e della pressione di impianto consente di prevenire eventuali cali di efficienza e di prolungare la vita utile dell’impianto.
Un ulteriore vantaggio si ottiene integrando la pompa di calore con altre soluzioni per l’efficienza energetica, come i pannelli fotovoltaici. In questo modo, è possibile ridurre ulteriormente i consumi elettrici e rendere il sistema di riscaldamento ancora più sostenibile, anche durante i periodi più freddi dell’anno.
In sintesi, la pompa di calore funziona in modo affidabile anche con temperature esterne molto basse, a patto di scegliere il sistema più adatto alle proprie esigenze, effettuare una corretta manutenzione e valutare l’integrazione con altre tecnologie per massimizzare l’efficienza e il comfort della propria abitazione. Scegliere una soluzione Viessmann significa affidarsi a pompe di calore progettate per garantire prestazioni ottimali in ogni condizione climatica, assicurando calore e benessere anche quando fuori fa davvero freddo.
In sintesi: come si comportano le pompe di calore quando fa freddo
Da tutto quello che abbiamo detto, il falso mito delle pompe di calore che non funzionano in riscaldamento quando siamo sotto zero dovrebbe essere definitivamente sfatato. Riassumiamo qui le evidenze principali:
- le pompe di calore aria-aria e aria-acqua possono riscaldare gli ambienti anche con temperature esterne di -20°C, quindi si tratta di sistemi indicati praticamente per tutte le zone climatiche italiane;
- nei giorni in cui la temperatura è particolarmente bassa l’efficienza del sistema diminuisce e i consumi elettrici aumentano, ma il riscaldamento è comunque assicurato, anche se possono aumentare i momenti in cui si attivano i cicli di sbrinamento dell’unità esterna durante i quali il sistema smette brevemente di riscaldare (erroneamente si parla di pompa di calore in blocco);
- considerando il rendimento sull’intera stagione di riscaldamento (SCOP), l’efficienza di una pompa di calore è sempre decisamente superiore a quella di una caldaia e i vantaggi sui consumi sono evidenti;
- non è sempre necessario riqualificare energeticamente un edificio per poter utilizzare una pompa di calore in modo efficiente;
- per scegliere la pompa di calore più indicata per la tua abitazione devi rivolgerti a un esperto termotecnico, perché la sua installazione richiede un corretto dimensionamento in base alla tipologia di abitazione e alle condizioni climatiche!
FAQ - Domande frequenti
La pompa di calore funziona anche con temperature esterne sotto zero?
Sì, le pompe di calore aria-aria e aria-acqua sono progettate per funzionare efficacemente anche con temperature sotto zero, fino a -20 °C o oltre, a seconda del modello.
Perché il rendimento della pompa di calore diminuisce con il freddo?
Il rendimento, misurato dal COP, cala perché la pompa di calore deve lavorare di più per estrarre calore dall’aria fredda, aumentando il consumo energetico.
Cosa succede durante i cicli di sbrinamento?
Quando si forma ghiaccio sull’unità esterna, la pompa di calore inverte temporaneamente il ciclo per sciogliere il ghiaccio, interrompendo brevemente il riscaldamento.
È necessario integrare la pompa di calore con altri sistemi in climi molto freddi?
In alcune zone con temperature estremamente basse può essere utile un sistema ibrido che unisce la pompa di calore a una caldaia a gas o resistenze elettriche di emergenza.
Come scegliere la pompa di calore più adatta alla propria abitazione?
È importante rivolgersi a un esperto termotecnico per un corretto dimensionamento in base alle caratteristiche dell’edificio e al clima della zona.
Le pompe di calore sono adatte anche per edifici non ben isolati?
Sì, grazie ai modelli ad alta temperatura di mandata e al corretto dimensionamento, possono riscaldare efficacemente anche edifici con isolamento limitato.
Qual è la differenza tra COP e SCOP?
Il COP indica l’efficienza istantanea della pompa di calore, mentre lo SCOP rappresenta l’efficienza media stagionale, considerando tutte le condizioni climatiche durante l’inverno.
Come mantenere efficiente la pompa di calore durante l’inverno?
È importante mantenere puliti i filtri, garantire la libera circolazione dell’aria intorno all’unità esterna e impostare correttamente la temperatura di mandata.
Quali sono i vantaggi delle pompe di calore rispetto alle caldaie tradizionali?
Le pompe di calore offrono un risparmio energetico significativo, un minor impatto ambientale e possono funzionare efficacemente anche in climi freddi, garantendo comfort e efficienza.
Cos’è la temperatura di mandata e perché è importante?
La temperatura di mandata è la temperatura dell'acqua in uscita dalla pompa di calore e può essere modificata per ottimizzare il funzionamento in inverno.
Qual è la temperatura interna consigliata per utilizzare una pompa di calore sotto zero?
Per utilizzare una pompa di calore sotto zero, è importante mantenere una temperatura interna stabile tra 19-21°C, garantendo così un comfort ottimale ed efficacia nel riscaldamento.
