I consumi invernali delle pompe di calore aumentano quando il clima è molto rigido, ma il risparmio di energia c’è sempre, come dimostra la diffusione di questi sistemi nel Nord Europa.
AGGIORNAMENTO 21 DICEMBRE 2023
Indice:
- Pompe di calore sempre più diffuse in Europa
- Perché le pompe di calore sono il modo più sostenibile di riscaldare?
- A cosa serve l’elettricità nelle pompe di calore?
- Come si misura il consumo di una pompa di calore in inverno
- Cosa influisce sul consumo di una pompa di calore
- Perché la pompa di calore consuma di più quando fa molto freddo?
- Configurazione errata o falsa percezione sui consumi
- Quanto energia consuma una pompa di calore durante l'inverno: un esempio concreto
Pompe di calore sempre più diffuse in Europa
Per rendere sostenibile il riscaldamento degli edifici, la soluzione su cui in tutta Europa si sta puntando sono le pompe di calore elettriche.
Negli ultimi anni c’è stato un vero e proprio boom nell’installazione di questi sistemi. Secondo l’EHPA (l’associazione di settore europea) nel 2022 le vendite in Europa sono aumentate quasi del 39%, dopo un già consistente +34% registrato nel 2021.
Oggi si stima che nel Vecchio Continente siano in funzione circa 20 milioni di pompe di calore per il riscaldamento (tra climatizzatori aria-aria e pompe di calore "idroniche"), di cui 3 milioni installate solo nel 2022.
Significa che circa il 16% degli edifici residenziali e commerciali europei viene riscaldato proprio con questa tecnologia, grazie alla quale si evitano ogni anno 52,5 mega tonnellate di emissioni di gas serra, più o meno come le emissioni annuali della Grecia.
E sapete dove sono più presenti le pompe di calore? Nei Paesi Nordici (Finlandia, Svezia e Norvegia), che secondo l’EHPA continuano ad avere la più alta percentuale di pompe di calore installate pro capite, a dimostrazione del fatto che le pompe di calore riscaldano bene anche con climi rigidi!
Perché le pompe di calore sono il modo più sostenibile di riscaldare?
Prima di tutto perché sono la soluzione migliore per “decarbonizzare” il riscaldamento, perché non bruciano combustibili fossili e contribuiscono quindi alla lotta al climate change. Poi, perché sono il sistema di riscaldamento più efficiente in assoluto, l’unico caso in cui si riesce a fornire molta più energia di quella che si consuma.
Con una caldaia, anche se di ultima generazione a condensazione, l’energia resa in calore arriva a massimo al 100% o poco più dell’energia contenuta nel gas metano consumato (che è già molto), mentre una pompa di calore restituisce mediamente il triplo dell’energia elettrica utilizzata, nei casi migliori anche cinque volte tanto.
Questo succede grazie al “ciclo di Carnot”, lo stesso principio termodinamico con cui funziona un frigorifero: una pompa di calore riesce a prelevare l’energia termica rinnovabile che è già presente in natura (ad esempio dell’aria esterna che contiene sempre calore, anche se molto fredda) e a trasferirla da un’altra parte, in questo caso nelle stanze della nostra abitazione.
Il lavoro viene fatto consumando energia elettrica, ma molto meno di quella che servirebbe, ad esempio, per ottenere lo stesso risultato con una stufa elettrica.
A cosa serve l’elettricità nelle pompe di calore?
L’energia elettrica in una pompa di calore serve per:
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azionare il compressore per la compressione del gas refrigerante che avvia il ciclo termodinamico innalzando la temperatura (quando viene compresso, il gas si scalda assorbendo calore dalla sorgente esterna);
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alimentare la pompa di circolazione che fa circolare l’acqua all’interno dell’impianto;
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alimentare le componenti elettroniche di controllo e gestione del sistema.
Come si misura il consumo di una pompa di calore in inverno
Il consumo elettrico di una pompa di calore per riscaldare dipende dal suo COP (Coefficiente di prestazione), un valore che indica il suo rendimento e determina la classe di efficienza energetica della macchina.
Si misura facendo il rapporto tra i kWh di energia elettrica consumati e l’energia termica prodotta in un determinato periodo di tempo.
Più il COP è elevato, più il sistema restituisce energia termica a parità di KWh consumati (quindi consuma di meno a parità di risultato).
Un COP pari a 4, ad esempio, significa che la pompa di calore consuma 1 kWh di elettricità per restituire 4 kWh termici, mentre con un COP pari a 5 (come la pompa di calore Vitocal 222-S di Viessmann) ne restitusce 5.
Attenzione: mentre il rendimento di una caldaia è sempre lo stesso, indipendentemente dalle condizioni esterne, il COP di una pompa di calore non è un valore fisso, ma varia a seconda di molti fattori che spieghiamo più avanti. Il Coefficiente di prestazione riportato sull’etichetta energetica della macchina è relativo a condizioni standard (ad esempio con temperatura esterna di 7°C) e quello reale di funzionamento può essere molto diverso.
Ad esempio Vitocal 100-A di Viessmann ha un COP in riscaldamento fino a 4,9 ( aria 7 °C/ acqua 35 °C)
Cosa influisce sul consumo di una pompa di calore
Abbiamo detto che il consumo della pompa di calore non è fisso, ma varia a seconda di alcuni fattori che è necessario considerare quando si decide di utilizzare questi sistemi per riscaldare la propria casa:
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la classe di efficienza energetica della pompa di calore (quindi il suo rendimento espresso in COP); le migliori pompe di calore sono in classe A+++ (come Vitocal 150-A di Viessmann)
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la temperatura della sorgente esterna (nella maggior parte dei casi è l’aria esterna);
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le dimensioni e la tipologia dell’edificio da riscaldare in relazione al suo isolamento termico (ad esempio, se c’è il cappotto termico o meno);
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la temperatura dell’acqua dell’impianto, che deve essere più bassa possibile per garantire la massima efficienza energetica (per questo motivo vanno meglio i pannelli radianti a pavimento che richiedono acqua a bassa temperatura, invece dei tradizionali termosifoni).
Dato che la temperatura esterna varia sempre durante l’inverno, non è possibile stabilire un consumo standard costante. Inoltre, i consumi cambiano dalla fase di accensione, quando il sistema funziona a pieni giri per raggiungere la temperatura desiderata, a quella di regime.
Perché la pompa di calore consuma di più quando fa molto freddo?
Quando la sorgente esterna da cui la pompa di calore preleva energia termica è molto fredda, ad esempio l’aria invernale con climi rigidi, la pompa di calore fa più fatica, quindi consuma di più.
Perché accade questo? Perché è presente meno calore nell’aria e perché lo sforzo da fare per innalzare la temperatura di mandata dell’acqua fino al livello impostato è superiore (infatti è bene che la temperatura non sia troppo alta!).
Per questo motivo speso si sente spesso dire che le pompe di calore non sono indicate in località con inverni molto freddi. In realtà non è esattamente così, altrimenti non si spiegherebbe come mai nei Paesi nordici le pompe di calore siano così diffuse.
Certo, una pompa di calore consuma di più quando fuori la temperatura è a zero gradi rispetto a quando ci sono 10°C, ma la convenienza da un punto di vista dei consumi energetici esiste sempre.
Configurazione errata o falsa percezione sui consumi
Se si lamenta un consumo eccessivo durante l’inverno, può dipendere da una non corretta configurazione dei parametri di funzionamento dell’impianto (ad esempio, la temperatura dell’acqua di mandata troppo alta). Oppure può trattarsi di una falsa percezione, perché ovviamente con una pompa di calore in casa che si occupa del riscaldamento i consumi elettrici aumentano nettamente, ma non dobbiamo dimenticare che non c‘è più la bolletta del gas per quanto riguarda il riscaldamento!
Ecosostenibile e capaci di garantire risparmio economico, un impianto di riscaldamento a pompa di calore ha bisogno di determinate condizioni per essere installato e funzionare al meglio. > Leggi l'approfondimento
Quanto energia consuma una pompa di calore durante l'inverno: un esempio concreto
Come abbiamo visto, prevedere con esattezza i consumi di una pompa di calore in inverno è un’operazione complessa. Tuttavia, in condizioni “normali” e in seguito a un progetto ben realizzato (cosa che può essere effettuata solamente da termotecnici esperti come i Progettisti della rete VPN di Viessmann), una pompa di calore consuma sempre meno di una caldaia a gas, a parità di comfort termico reso.
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Facciamo un esempio concreto: la sostituzione di una caldaia a gas con una pompa di calore aria-acqua, mantenendo i caloriferi esistenti.
Ipotizziamo di essere nel nord Italia (zona climatica E) ed avere un’abitazione monofamiliare di 100 mq degli anni 80.
Il consumo è di 130 kWh/mq anno di energia primaria.
- Per riscaldare l’abitazione con il gas metano, quindi, avremo bisogno di circa 1.300 m3 di gas all’anno.
- Se, invece, installiamo una pompa di calore con un COP medio stagionale pari a 3,5, i consumi elettrici per il riscaldamento saranno circa 3.700 kWh.
Il COP medio stagionale della pompa di calore (Seasonal COP) pari a 3,5 tiene conto dei vari profili di funzionamento della macchina, spesso diversi da quello nominale che può essere nettamente più alto.
Simulando due bollette con i prezzi di riferimento di ARERA per il mese di dicembre 2023, la bolletta per il solo riscaldamento sarà pari a:
- Circa 1.036 € nel caso della pompa di calore (0,28 €/kWh)
- Circa 1.370 € nel caso della caldaia (1,06 €/m3).
Se l’intervento prevedesse anche interventi sull’involucro dell'edificio come, ad esempio, la semplice sostituzione dei serramenti, il risparmio aumenterebbe ulteriormente.
